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Los científicos descubren la existencia de un esquivo estado superconductor predicho por primera vez en 2017

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Los científicos descubren la existencia de un esquivo estado superconductor predicho por primera vez en 2017

Científicos de la Universidad de Groningen y sus socios internacionales han confirmado la existencia de un estado superconductor, FFLO, que se predijo teóricamente en 2017. Su dispositivo, que utiliza una doble capa de disulfuro de molibdeno para controlar este estado, podría hacer avanzar significativamente el campo de la electrónica superconductora.

En un experimento innovador, los investigadores de la Universidad de Groningen colaboraron con sus pares de las universidades de Nijmegen y Twente en los Países Bajos y el Instituto de Tecnología de Harbin en China. Juntos confirmaron la existencia de un estado superconductor que se predijo por primera vez en 2017.

Sus hallazgos, que demuestran evidencia de una forma única del estado superconductor FFLO, se publicaron recientemente en la revista Naturaleza. Este avance tiene el potencial de tener un impacto, particularmente en el campo de la electrónica superconductora.

justin ye

Este es el profesor Dr. Justin Ye, jefe del grupo de Física de dispositivos de materiales complejos de la Universidad de Groningen, Países Bajos, y autor principal del artículo de Nature sobre el estado superconductor FFLO. Crédito: Sylvia Germes

El autor principal del artículo es el profesor Justin Ye, que dirige el grupo de Física de dispositivos de materiales complejos en la Universidad de Groningen. Ye y su equipo trabajaron en el estado superconductor de Ising. Es un estado especial que puede resistir los campos magnéticos que normalmente destruyen la superconductividad, y ha sido descrito por el equipo en 2015.

En 2019, crearon un dispositivo que comprende una doble capa de bisulfuro de molibdenoe que podría acoplar los estados de superconductividad de Ising que residen en las dos capas. Curiosamente, el dispositivo creado por Ye y su equipo permite activar o desactivar esta protección mediante un campo eléctrico, dando como resultado un transistor superconductor.

Elusivo

El dispositivo superconductor acoplado de Ising arroja luz sobre un desafío de larga data en el campo de la superconductividad. En 1964, cuatro científicos (Fulde, Ferrell, Larkin y Ovchinnikov) predijeron un estado superconductor especial que podría existir en condiciones de baja temperatura y fuerte campo magnético, llamado estado FFLO.

En la superconductividad estándar, los electrones viajan en direcciones opuestas como pares de Cooper. Como se mueven a la misma velocidad, estos electrones tienen un momento angular total cero. Sin embargo, en el estado FFLO, hay una pequeña diferencia de velocidad entre los electrones de los pares de Cooper, lo que significa que hay un momento angular neto.

«Este estado es muy esquivo y solo hay un puñado de documentos que afirman su existencia en los superconductores normales», dice Ye. «Sin embargo, ninguno de estos es concluyente».

Un diagrama de fase que ilustra el estado orbital FFLO

Este diagrama de fase ilustra la presencia de un estado FFLO orbital anisotrópico séxtuple, que ocupa una parte sustancial del diagrama de fase. En la esquina superior derecha, las ilustraciones esquemáticas presentan la modulación espacial del parámetro de orden superconductor. Crédito: P. Wan / Universidad de Groningen

Para crear el estado FFLO en un superconductor convencional, se requiere un fuerte campo magnético. Pero el papel que juega el campo magnético debe ser cuidadosamente refinado. En pocas palabras, para que el campo magnético desempeñe ambos roles, necesitamos usar el efecto Zeeman. Esto separa los electrones en pares de Cooper según la dirección de sus giros (un momento magnético), pero no el efecto orbital, el otro papel que normalmente destruye la superconductividad.

«Es una negociación delicada entre la superconductividad y el campo magnético externo», dice Ye.

Imprenta digital

puhua-wan

El primer autor, Puhua Wan, produjo las muestras que cumplieron con todas las condiciones para mostrar que, de hecho, hay un momento finito en los pares de Cooper. Crédito: P. Wan / Universidad de Groningen

Ising superconductivity, que Ye y sus colaboradores presentaron y publicaron en la revista Ciencia en 2015, elimina el efecto Zeeman. «Al filtrar el ingrediente clave que hace posible el FFLO convencional, hemos proporcionado suficiente espacio para que el campo magnético desempeñe su otro papel, a saber, el efecto orbital», dice Ye.

«Lo que hemos demostrado en nuestro artículo es una huella clara del estado FFLO impulsado por el efecto orbital en nuestro superconductor Ising», dice Ye. «Este es un estado FFLO no convencional, descrito por primera vez en teoría en 2017». El estado FFLO en los superconductores convencionales requiere temperaturas extremadamente bajas y un campo magnético muy fuerte, lo que dificulta su creación. Sin embargo, en el superconductor Ye’s Ising, el estado se logra con un campo magnético más débil ya temperaturas más altas.

transistores

De hecho, Ye observó por primera vez signos de un estado FFLO en su dispositivo superconductor de disulfuro de molibdeno en 2019. «En ese momento, no pudimos probarlo porque las muestras no eran lo suficientemente buenas», dice Ye. Sin embargo, su Ph.D. Desde entonces, el estudiante Puhua Wan logró producir muestras del material que cumplían todas las condiciones para demostrar que, de hecho, hay un momento finito en los pares de Cooper. «Los experimentos reales duraron seis meses, pero el análisis de los resultados agregó otro año», dice Ye. Wan es el primer autor de la Naturaleza papel.

Este nuevo estado superconductor requiere más estudio. Ye: “Hay mucho que aprender sobre esto. Por ejemplo, ¿cómo influye el momento angular en los parámetros físicos? El estudio de este estado proporcionará nuevos conocimientos sobre la superconductividad. Y puede permitirnos controlar ese estado en dispositivos como transistores. Este es nuestro próximo desafío. »

Referencia: «Estado orbital Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov en un superconductor Ising» por Puhua Wan, Oleksandr Zheliuk, Noah FQ Yuan, Xiaoli Peng, Le Zhang, Minpeng Liang, Uli Zeitler, Steffen Wiedmann, Nigel E. Hussey, Thomas TM Palstra y Jianting Ye, 24 de mayo de 2023, Naturaleza.
DOI: 10.1038/s41586-023-05967-z

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Starship está a punto de despegar en su quinto vuelo, y esta vez hay un problema

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Starship está a punto de despegar en su quinto vuelo, y esta vez hay un problema

«Aterrizamos con una precisión de medio centímetro en el océano, por lo que creemos que tenemos una posibilidad razonable de regresar a la torre», dijo Gerstenmaier.

Lanzar el libro de jugadas

Mientras tanto, la etapa superior del Starship encenderá seis motores Raptor para acelerar a una velocidad casi orbital, dándole al cohete suficiente empuje para viajar alrededor de la mitad del mundo antes de volver a caer en la atmósfera sobre el Océano Índico.

Es una trayectoria similar a la que Starship voló en junio, cuando sobrevivió a una reentrada en llamas para un aterrizaje controlado en el agua. Esta fue la primera vez que SpaceX realizó un vuelo de prueba de un extremo a otro para Starship. Las cámaras a bordo mostraron fragmentos del escudo térmico cayendo del Starship cuando reingresaba a la atmósfera, pero el vehículo mantuvo el control y volvió a encender sus motores Raptor, cambió de una orientación horizontal a una vertical y se encuentra en el Océano Índico al noroeste de Australia. .

Después de analizar los resultados de la misión de junio, los ingenieros de SpaceX decidieron reelaborar el escudo térmico del próximo vehículo Starship. La compañía dijo que sus técnicos dedicaron más de 12.000 horas a reemplazar todo el sistema de protección térmica con tejas de nueva generación, una capa ablativa de respaldo y protecciones adicionales entre las estructuras de los flaps del barco.

De principio a fin, se espera que el vuelo de prueba del domingo dure aproximadamente 1 hora y 5 minutos.


Este diagrama ilustra el camino que tomará el propulsor Super Heavy para regresar a la plataforma de lanzamiento en Texas, mientras la etapa superior de Starship continúa su ascenso hacia el espacio.

Crédito: SpaceX

Este diagrama ilustra el camino que tomará el propulsor Super Heavy para regresar a la plataforma de lanzamiento en Texas, mientras la etapa superior de Starship continúa su ascenso hacia el espacio.


Crédito: SpaceX

Aquí hay un vistazo a los eventos clave del vuelo del domingo:

T+00:00:02: Despegar

T+00:01:02: Presión aerodinámica máxima

T+00:02:33: Super Heavy MECO (la mayoría de los motores se apagan)

T+00:02:41: Separación de etapas y encendido de motores Starship.

T+00:02:48: Arranque de combustión superintensiva con boost-back

T+00:03:41: Apagado de combustión superintensivo con boost-back

T+00:03:43: Lanzar un anillo de puesta en escena caliente

• T+00:06:08: Super Heavy es subsónico

• T+00:06:33: Inicio del aterrizaje súper pesado

• T+00:06:56: Intento de captura y parada de aterrizaje súper pesado

• T+00:08:27: Corte del motor de la nave espacial

• T+00:48:03: Reingreso de la nave espacial

•T+01:02:34: El barco es transónico.

•T+01:03:43: El barco es subsónico.

• T+01:05:15: Giro de aterrizaje de nave espacial

• T+01:05:20: Quemadura de aterrizaje de nave espacial

• T+01:05:34: Aterrizaje de una nave espacial en el Océano Índico

Los funcionarios de SpaceX esperan que el escudo térmico de la nave Starship permanezca intacto mientras se sumerge en la atmósfera, cuando las temperaturas alcanzan los 2.600 grados Fahrenheit (1.430 grados Celsius), lo suficientemente caliente como para derretir el aluminio, el metal utilizado en la construcción de numerosos lanzadores. SpaceX eligió acero inoxidable para Starship porque es resistente a temperaturas criogénicas (el cohete consume combustible y oxidante muy frío) y tiene un punto de fusión más alto que el aluminio.

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La Oficina del Espacio Tangible rediseña el interior del Brooklyn Museum Café

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La Oficina del Espacio Tangible rediseña el interior del Brooklyn Museum Café

El estudio neoyorquino Office of Tangible Space ha renovado los interiores de la cafetería del Museo de Brooklyn, antes del 200 aniversario de la institución el próximo año.

El Brooklyn Museum Cafe está ubicado en el luminoso pabellón de entrada del edificio, que fue agregado al edificio de Bellas Artes original en 2004 por Polshek Partnership Architects (ahora Enéad Architectes).

Muebles en el rediseñado Brooklyn Museum Cafe dispuestos como 'islas y arroyos'

Sirve un menú del restaurador y sommelier local André Hueston Mack, quien dirige el restaurante del vecindario. e hijoLa cafetería rediseñada está dirigida a los lugareños y visitantes del museo para que disfruten de refrigerios y bebidas.

«Al jugar con la misión del museo, [we] Me imaginé el café como una entrada de Brooklyn donde todos están invitados”, dijo Oficina del Espacio Tangible. «El espacio encarna la alegría, la creatividad, la artesanía y la expresión que hacen que Brooklyn y sus habitantes sean tan únicos».

Café en un pabellón luminoso
La cafetería ocupa parte del luminoso pabellón de entrada del edificio.

El estudio local creó un diseño fluido que permite a los visitantes pasear por el espacio.

Los muebles están dispuestos en “islas y arroyos” que pueden acomodar a invitados de diferentes tamaños, así como a aquellos que pasan a tomar un café informal.

Fila de mesas de color bígaro con lados inclinados
Las mesas de color bígaro con lados en ángulo forman formas serpenteantes a través del espacio.

«El espacio está anclado por grandes islas de asientos y corrientes onduladas de mesas personalizadas que indican rutas de senderismo», dijo la Oficina del Espacio Tangible.

Sillas de aluminio con grandes asientos y respaldos perforados acompañan a las mesas, incluidos modelos circulares de madera con capacidad para seis personas y dos tableros de color verde oscuro.

Mesas de dos tapas en color verde oscuro acompañadas de sillas de aluminio.
Las mesas de dos tableros de color verde oscuro van acompañadas de sillas de aluminio perforadas con grandes agujeros.

Otras mesas hechas de láminas dobladas de fino metal de color bígaro tienen lados en ángulo, lo que les permite formar formas serpenteantes cuando se alinean en una fila.

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Alrededor del perímetro se colocan otomanas tapizadas redondas tapizadas en azul pálido y verde, delineadas por un conjunto de divisores de madera independientes y plantas en macetas.

«La incorporación de colores y materiales llamativos se suma a la alegría y la naturaleza táctil del espacio», dijo el estudio.

Para el nuevo espacio, el museo y la Oficina del Espacio Tangible encargaron a 10 artistas locales el diseño de taburetes únicos que salpican la cafetería.

Grandes pufs redondos en la decoración de una cafetería.
Se proporcionan grandes otomanas redondas para asientos más informales.

Asientos de madera artesanales, fabricados por domingosfueron personalizados por Minjae Kim, Chen Chen y Kai Williams, Ellen Pong, Kim Mupangilai y más.

«Estas piezas artesanales no sólo complementan el diseño de la cafetería, sino que también reflejan la filosofía de que la comida, como el arte, es una experiencia inmersiva: involucra los sentidos, genera conversación y crea una conexión entre el creador y el público», dijo la Oficina de Espacio tangible. .

Vista exterior del Museo de Brooklyn y su cafetería.
El café fue rediseñado antes del 200 aniversario del Museo de Brooklyn

El edificio del Museo de Brooklyn, diseñado por McKim, Mead & White y terminado en 1895, albergará diversas exposiciones y eventos previstos para celebrar su bicentenario.

Estos incluyen Rompiendo moldes: El Museo de Brooklyn cumple 200 añosuna vitrina que celebra la colección y el patrimonio de la institución que abrirá sus puertas en febrero de 2025.

Fundada por Michael Yarinsky y Kelley Perumbeti, Office of Tangible Space fue preseleccionada en la categoría Diseñador de Interiores Emergente del Año de los Premios Dezeen 2020.

La fotografía es de Mateo Gordon.

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Los ingredientes clave para la vida en la Tierra provienen del espacio, sugiere nueva evidencia

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Los ingredientes clave para la vida en la Tierra provienen del espacio, sugiere nueva evidencia

Ha surgido nueva evidencia que sugiere que los componentes básicos de la vida fueron traídos a la Tierra primordial desde el espacio mediante meteoritos, un descubrimiento que podría ayudar a los científicos a buscar vida extraterrestre.

Se cree que estos meteoritos fueron restos fracturados de los primeros «asteroides no fundidos», un tipo de planetesimal. Los planetesimales son pequeños cuerpos rocosos que sirvieron como componentes básicos de los planetas rocosos del Sistema Solar, incluida la Tierra. Se formaron hace unos 4.600 millones de años en el disco de polvo y gas que rodeaba al sol naciente, cuando las partículas alrededor de nuestra joven estrella comenzaron a pegarse, acumulando más masa y formando cuerpos cada vez más grandes.

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