利用脉冲技术，研究人员找到了一种检查接近临界转变温度的超导体无序性的方法，有可能改变我们对这些材料及其应用的理解。
无序在物理学中的重要性与研究它的难度不相上下。例如，高温超导体的卓越特性受到固体化学成分变化的极大影响。扫描隧道显微镜等能够测量这种无序及其对电子特性影响的技术只能在极低温度下工作，无法观测到转变温度附近的物理现象。
现在，来自德国马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所 (MPSD) 和美国布鲁克海文国家实验室的研究人员团队展示了一种利用太赫兹光脉冲研究超导体无序的新方法。该团队将核磁共振中使用的方法应用于太赫兹光谱，首次能够跟踪传输特性中无序的演变，直至超导转变温度。
超导研究取得突破性技术
超导性是一种量子现象，它使电流能够无阻 WhatsApp 数据 力地流动，由于其具有变革性的技术影响，它是凝聚态物理学中最重要的现象之一。许多在所谓的“高温”（约 -170°C）下变成超导的材料，例如众所周知的铜酸盐超导体，其非凡的特性源于化学掺杂，即引入无序。然而，这种化学变化对其超导特性的确切影响仍不清楚。
在超导体和更普遍的凝聚态系统中，无序性通常通过具有精确空间分辨率的实验来研究，例如使用极其尖锐的金属尖端。然而，这些实验的灵敏度限制了它们只能在液氦温度下应用，远低于超导转变温度，从而阻碍了与转变本身相关的许多基本问题的研究。
通过太赫兹光谱解决无序问题
MPSD 研究人员从最初为核磁共振 的行业基准 我们还来看看一 开发的“多维光谱”技术中汲取灵感，后来由研究分子和生物系统的化学家将其应用于可见光和紫外光频率，他们将这类技术扩展到太赫兹频率范围，固体的集体模式在此范围内产生共振。该技术涉及用多个强太赫兹脉冲依次激发感兴趣的材料，通常是在共线几何中，脉冲沿同一方向传播。
为了研究铜酸盐超导体 La 1.83 Sr 0.17 CuO 4（一种透射极少光的不透明材料），该团队首次在非共线几何中实现二维太赫兹光谱 (2DTS)，扩展了传统方案，使研究人员能够通过发射方向分离特定的太赫兹非线性。
利用角度分辨 2DTS 揭示真知灼见
利用这种角度分辨的 2DTS 技术，研究人 aero线索 员观察到，在太赫兹脉冲激发后，铜酸盐中的超导传输得以恢复，他们将这种现象称为“约瑟夫森回声”。
令人惊讶的是，这些约瑟夫森回声显示，超导传输中的无序性明显低于通过空间分辨技术（例如扫描显微镜实验）测量的超导间隙中观察到的相应无序性。
此外，角度分辨 2DTS 技术的多功能性使该团队首次能够测量超导转变温度附近的无序性，并发现它在转变温度的相对较高的 70% 以下仍保持稳定。超导体研究的未来方向
除了更深入地了解铜氧化物超导体的神秘特性外，研究人员还强调，这些首次实验为许多令人兴奋的未来方向打开了大门。除了将角度分辨的 2DTS 更广泛地应用于其他超导体和量子材料之外，2DTS 的超快特性使其适用于物质的瞬态，而这些瞬态对于传统的无序探测器来说太短暂了。
