室溫下沒有阻力：CuO2雙層（淺藍色，Cu黃色橙色，O紅色）之間的氧振蕩（模糊）的共振激發，短脈沖導致晶格中的原子短，從而使遠離其平衡位置轉移。該移位產生了在雙層內的CuO2層的分離的增加，并且雙層之間的分離同時減少。這是強大的，這提高了超導性。

新的研究詳細介紹了科學家如何使用紅外激光脈沖來短暫地改變高溫超導體的結構，在室溫下除去其電阻。

超導性是一種顯著的現象：超導體可以在沒有任何電阻的情況下輸送電流，因此沒有任何損失。它已經在一些利基區域使用，例如作為核自旋旋轉斷層掃描或粒子促進劑的磁體。但是，必須將材料冷卻至非常低的溫度以實現此目的。但在過去一年中，一個實驗就提供了一些驚喜。借助于短紅外激光脈沖，研究人員首次成功地在室溫下制造陶瓷超導 - 盡管只有幾百萬微秒。一個國際團隊，其中來自MAX PLANCK結構和漢堡物質的動態研究所的物理學家已經作出了重要的貢獻，現在已經能夠提出對“自然”效果的影響：科學家認為激光脈沖導致晶格中的近似原子短暫地移位，從而提高超導性。該研究結果可以幫助開發在顯著提高溫度下變得超導的材料，因此對新應用感興趣。

在開始，超導性僅在少量在略高于絕對零的溫度下在零下273攝氏度的溫度下眾所周知。然后，在20世紀80年代，物理學家基于陶瓷材料發現了一個新的課程。這些已經在寬度200攝氏度的溫度下進行電，而不會損失，因此稱為高溫超導體。其中一個陶瓷是復合釔碳化釔（YBCO）。它是超導電纜，電機和發電機等技術應用最有希望的材料之一。

YBCO晶體具有特殊的結構：用含有鋇以及銅和氧氣的較厚的中間層交替，與銅和氧和氧氣的薄雙層交替。超導性具有其起源于二氧化硅薄雙層。這是電子可以加入的地方，以形成所謂的庫珀對。這些對可以在不同層之間“隧道”，這意味著它們可以通過這些層，如鬼魂可以通過墻壁，比喻說話 - 典型的量子效應。然而，晶體僅在“臨界溫度”下方的超導，只有這樣，剛剛在雙層內不僅在雙層內隧道，而且通過較厚的層到下一個雙層的“精神”。在臨界溫度之上，缺少雙層之間的該耦合，材料變為導電差。

結果有助于材料科學家開發新的超導體

2013年，使用Max Planck研究員Andrea Cavalleri的國際團隊發現，當YBCO用紅外激光脈沖照射時，它在室溫下短暫變得超導。激光顯然在晶體中的雙層之間顯而易見的耦合。然而，精確的機制仍然不清楚 - 直到物理學家能夠用美國LCLS在美國的實驗中解決謎團，世界上最強大的X射線激光器。“我們開始將紅外脈沖再次進入晶體，這激發了某些原子振蕩，”Max Planck物理學家羅馬曼卡斯基羅馬曼卡爾斯基羅馬人民主義研究。“稍后一段時間，我們用短X射線脈沖跟蹤，以測量勵磁晶體的精確晶體結構。”

結果：紅外脈沖不僅激勵原子振蕩，而且也在晶體中移位它們的位置。這簡要使二氧化銅雙層較厚 - 通過兩條纖維素，或者百分之一百分子直徑 - 并且它們之間的層變薄了相同的量。這又增加了雙層之間的量子耦合，使得晶體在室溫下為幾種皮秒而變得超導。

一方面，新結果有助于優化高溫超導體的靜止不全理論。“另一方面，它可以幫助材料科學家開發具有更高危重溫度的新超導體，”曼卡斯基說。“最終達到在室溫下運行的超導體的夢想，并且根本不需要冷卻。”到目前為止，超導磁體，電動機和電纜必須冷卻至低于零的溫度，液氮或氦氣。如果不再需要這種復雜的冷卻，這將意味著這種技術的突破。

出版物：R. Mankowsky等，“非線性格子動力學作為YBA2CU3O6.5中增強超導性的基礎，”2014年12月4日“（2014年12月4日）; DOI：10.1038 / Nature13875

圖像：Jörg傷害/ MPI用于物質的結構和動態