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Aplicação informática para melhor estudar as propriedades em nanoescala em Supercondutores

Published on August 10, 2010 at 4:33 AM

Materiais supercondutores, que transmitem o poder sem resistência, são encontradas para executar optimamente quando alta e carga de baixa densidade varia na escala nanométrica, de acordo com pesquisa realizada no Departamento de Energia do Oak Ridge National Laboratory.

Na pesquisa para uma melhor compreensão da dinâmica subjacente supercondutividade de alta temperatura, os cientistas ORNL reescreveu código computacional para o modelo de Hubbard numérico que inicialmente se supunha cobre compostos de materiais supercondutores conhecidos como cuprates ser homogêneo - a mesma densidade de elétrons - de átomo para átomo.

Os pesquisadores descobriram que aglomerados de átomos com listras inhomogenous de menor densidade (mostrado em vermelho) elevar a temperatura crítica necessária para atingir o estado supercondutor.

O autor Thomas Maier e colegas Gonzalo Alvarez, Michael Thomas Summers e Schulthess recebeu a Association for Computing Machinery Gordon Bell Prize há dois anos para a sua aplicação de computação de alta performance. O aplicativo já foi usado para examinar a homogeneidade em nanoescala em supercondutores que tinha sido notado, mas deixou sem explicação.

O artigo é publicado na Physical Review Letters.

"Cupratos e outros compostos químicos utilizados como supercondutores requerem temperaturas muito baixas, aproximando-se do zero absoluto, a transição de uma fase de resistência a nenhuma resistência", disse Jack Wells, diretor do Escritório de Planejamento Institucional e um ex-líder do grupo Computational Materials Sciences.

Nitrogênio líquido é usado para supercondutores legal em transição de fase. Quanto mais frio o material condutor tem de começar a atingir a resistência sem fase supercondutor, as infra-estruturas de energia menos eficientes e mais caros são supercondutor. Essas infra-estruturas incluem os utilizados em trens de levitação magnética, Imagem por Ressonância Magnética hospital, aceleradores de partículas e algumas concessionárias de energia da cidade.

No ângulo de experimentos resolvidos fotoemissão e estudos de transporte em um material que apresenta cuprate heterogeneidade eletrônico listrado, os cientistas há anos observou que a supercondutividade é fortemente afetada pelas características em nanoescala e em alguns aspectos ainda otimizado.

"O objetivo após o Gordon Bell Prize foi levar esse pedido de supercomputação e saber se estas listras inhomogenous aumento ou diminuição da temperatura necessária para alcançar a transição", disse Wells. "Ao descobrir que leva striping a um forte aumento na temperatura crítica, agora podemos fazer a pergunta: há uma falta de homogeneidade ideal?"

Em um mundo ideal, poderia tornar-se um material supercondutor a uma temperatura facilmente alcançada e mantida baixa, eliminando grande parte do custo de acompanhamento da infra-estrutura de refrigeração.

"O próximo passo em nosso progresso é um problema difícil", disse Wells. "Mas do ponto de nosso laboratório de vista, todas as principais ferramentas adequadas para estudar este fenômeno - os códigos computacionais que nós escrevemos, os experimentos espalhamento de nêutrons, que nos permitem examinar as propriedades em nanoescala - estão disponíveis para nós aqui."

Fonte: http://www.ornl.gov/

Last Update: 27. October 2011 20:31

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