Добавить новость
smi24.net
News in English
Май
2024

Researchers Unveil Breakthrough in Understanding High-Temperature Superconductivity in Cuprates

0

In a groundbreaking study published in the May 10 issue of Science, researchers have made significant strides in understanding the origins of high-temperature superconductivity in a class of materials called cuprates. The findings could pave the way for technological advances such as superfast levitating trains, long-range lossless power transmission, and faster MRI machines.

Cuprates, discovered in 1986, have puzzled scientists for nearly four decades due to their ability to superconduct at relatively high temperatures. “There was tremendous excitement when cuprate superconductors were discovered [in 1986], but no understanding of why they remain superconductive at such high temperatures,” says Shiwei Zhang, a senior research scientist at the Flatiron Institute’s Center for Computational Quantum Physics (CCQ). “I think it’s surprising to everybody that almost 40 years later, we still don’t quite understand why they do what they do.”

A Simple Model Captures Cuprate Superconductivity

Zhang and his colleagues successfully re-created features of cuprate superconductivity using a simple model called the two-dimensional Hubbard model, which treats the materials as if they were electrons moving around a quantum chessboard. The breakthrough comes only a few years after the same researchers demonstrated that the simplest version of this model couldn’t perform such a feat.

“The idea in physics is to keep the model as simple as possible because it’s difficult enough on its own,” says study co-author Ulrich Schollwöck, a professor at the University of Munich. “So in the beginning we studied the simplest version imaginable.”

In the new study, the researchers added to the 2D Hubbard model the ability for electrons to make diagonal hops, like bishops in chess. With this tweak and thousands of weeks-long simulations on supercomputers, the researchers’ model captured the superconductivity and several other key features of cuprates previously found in experiments.

Unraveling the Complexity of Quantum Mechanics

The layers in cuprates are inhabited by electrons, each with either an up or a down spin. The electrons can become entangled, meaning they can’t be treated separately even when far apart, making them incredibly difficult to simulate on a computer.

“Although the Hubbard model can be written down as an equation taking only a line or two of text, because it is applied to hundreds of atoms interacting through the strange laws of quantum mechanics, one could simulate it on a computer as large as the earth for thousands of years and still not be able to get the right answers,” says study co-author Steven White, a professor at the University of California, Irvine.

To deal with that level of complexity, the researchers combined two renowned techniques developed separately by White and Zhang in the ’90s. The collaborative multimethod approach is the legacy of the Simons Collaboration on the Many Electron Problem, which included many CCQ scientists.

Zhang says the paper proves the continued salience of the Hubbard model and ‘classical’ computation. “After over 30 years of intense effort by the community without many reliable answers, it’s often been argued that solving the Hubbard model would have to wait for a quantum computer,” Zhang says. “This effort will not only advance research in high-temperature superconductivity, but hopefully also spur more research using ‘classical’ computation to explore the wonders of the quantum world.”








Marins Park Hotel Нижний Новгород – партнёр фестиваля «ПАРИ ФЕСТ 2025»

Слуховые аппараты: как выбрать идеальные устройства для улучшения слуха?

Юбилейный фестиваль «Лица улиц» пройдёт в Екатеринбурге

Вскрылись жуткие подробности смерти 24-летней звезды «Дома-2»: несколько дней мертвая пролежала в квартире


Report: AC Milan’s Christian Pulisic set to team up with $87 million Manchester United star

Cameroon star has said yes to Man Utd transfer but Red Devils face hurdle

Man Utd have agreed deal with AC Milan for £40m star's exit, await player decision - report

OpenAI launches GPT-5, its most powerful AI yet—will it be enough to stay ahead in today’s ruthless AI race? 


Под Орлом КамАЗ выехал на встречку и протаранил автомобиль

По подозрению в мошенничестве задержали замдиректора департамента мэрии Екатеринбурга

Будущее уже наступило

В Россию привезли новый кроссовер Volkswagen по цене ниже китайских конкурентов


Modders are trying their hardest to add an NVMe SSD to the Switch 2, which is both impressive and something I'm not going to do

Steam for Chromebooks is getting axed in 2026 instead of exiting its 4-year beta

The US Air Force wants to test blowing up Cybertrucks because 'it is likely the type of vehicles used by the enemy may transition to Tesla Cyber trucks'

Mafia: The Old Country получила положительные оценки в Steam



Добро в каждой чашке: Елизавета Боярская, фонд «Жизнь в Движении» и сеть кофеен «Ягода» запускают авторский кофе для помощи детям с ОВЗ

Охранник из аэропорта Внуково стал моделью

«Бежим за Мечту — Ходить»: подростки на протезах пробегут марафон в Екатеринбурге

Овчинский: работы нулевого цикла завершают в доме в Алексеевском районе


Землетрясение 6,1 балла в Балыкесире: толчки ощущались в Стамбуле

От Чехова с мангустами до встречи “Варягов”: что скрывают стены Московского вокзала Тулы

«Бежим за Мечту — Ходить»: подростки на протезах пробегут марафон в Екатеринбурге

ГК «КОРТРОС» — в числе лидеров страны по объему ввода жилья


Грузовик опрокинулся на Рязанском проспекте у дома №1 — съезд с ЮВХ заблокирован

"Динамо" сыграло вничью с "Сочи" со счетом 1:1 в четвертом туре РПЛ

Москва обходит Санкт-Петербург: погода на неделю с 11 по 17 августа

Овчинский: застройщики оценили взаимодействие с экспертами ЕКЦ на 4,9 балла


Андрей Рублёв обыграл Лёнера Тьена на старте «Мастерса» в Цинциннати

Александрова пробилась в третий круг турнира в Цинциннати

Кудерметова победила Ламенс и прошла во второй круг турнира WTA 1000 в США

Вероника Кудерметова в третьем круге турнира WTA: победа в Цинциннати!


Дальность неограниченная, нет аналогов в мире. Россия готовит ядерное испытание новейшей ракеты: телеканал 360

"Динамо" сыграло вничью с "Сочи" со счетом 1:1 в четвертом туре РПЛ

Грузовик опрокинулся на Рязанском проспекте у дома №1 — съезд с ЮВХ заблокирован

Вероятной причиной гибели режиссера Бутусова стало мертвое волнение на море


Музыкальные новости

«Ни брак, ни дети не уберегут от расставания»: Валентина Иванова о свадьбе с Тимати

«Неваляшки» и виртуозы: Бутман назвал новых героев российского джаза

Певица София Ротару выложила фото в полупрозрачной юбке в день своего 78-летия

Дима Билан сплясал на крыше трактора в Ленинградской области


От Чехова с мангустами до встречи “Варягов”: что скрывают стены Московского вокзала Тулы

Добро в каждой чашке: Елизавета Боярская, фонд «Жизнь в Движении» и сеть кофеен «Ягода» запускают авторский кофе для помощи детям с ОВЗ

«Бежим за Мечту — Ходить»: подростки на протезах пробегут марафон в Екатеринбурге

"Динамо" Карпина упустило победу над "Сочи" в конце матча


Собянин: Около 200 социальных объектов будет построено в Москве в ближайшие годы

Временные ограничения на прием и выпуск самолетов ввели в аэропорту Домодедово

«Утром король, в обед на поле»: Рустам Минниханов посетил три района Татарстана

Bloomberg: Европейские лидеры хотят переговоров с Трампом до его встречи с Путиным


Процесс сошел с рельсов // Верховный суд определил пересмотреть дело о наезде Kia на трамвай

Участники АНО «СВОй спорт» организовали открытую тренировку по боксу на стадионе «Москвич» в День физкультурника

Грузовик опрокинулся на Рязанском проспекте у дома №1 — съезд с ЮВХ заблокирован

Дилеры по всей России получают Lada Iskra. Пока отгружают только седаны в цвете «Капитан» и универсалы в цвете «Табаско»


МИД РФ: Киев может устроить провокации перед встречей Путина и Трампа на Аляске

Путин обратился с приветствием к участникам форума «Машук»

Путин выразил поздравления Адабашяну по случаю юбилея

Bloomberg сообщает, что ЕС хочет провести переговоры с Трампом до встречи с Путиным




День физкультурника отметили спортивными шествиями по всей стране

Как проект «Московское долголетие» повлиял на жизнь старшего поколения

Авторская методика Натальи Бородиной – путь к восстановлению памяти и защите от деменции

«Бежим за Мечту — Ходить»: подростки на протезах пробегут марафон в Екатеринбурге


В Киеве раскрыли тайный приказ Зеленского перед саммитом США и РФ на Аляске

В Киеве заявили о тайном приказе Зеленского перед Аляской

В Киеве сделали заявление о территориальных уступках

После «успешных» переговоров с Вэнсом в Киеве вновь отвергли мирные инициативы


Московское «Торпедо» и «Спартак» из Костромы обменяются голами, «Пюник» возьмет три очка. Экспресс дня 11 августа: прогноз и ставка

День физкультурника отметили спортивными шествиями по всей стране

"Динамо" Карпина упустило победу над "Сочи" в конце матча

Движение транспорта по улицам Москвы временно ограничили в воскресенье



Сергей Собянин поздравил строителей Москвы с профессиональным праздником

Мэр Москвы: Инвесторы смогут размещать зарядки для электромобилей

Сергей Собянин. Главное за день

Собянин поздравил строителей с профессиональным праздником


Москва: Новая эра зарядных станций для электромобилей с поддержкой инвесторов

За прошедшие сутки в России ликвидировано 28 лесных пожаров

Мэр Москвы: Инвесторы смогут размещать зарядки для электромобилей

Без морщин. Эксперты рассказали о плюсах изменения климата в Москве


От Чехова с мангустами до встречи “Варягов”: что скрывают стены Московского вокзала Тулы

Вероятной причиной гибели режиссера Бутусова стало мертвое волнение на море

"Динамо" сыграло вничью с "Сочи" со счетом 1:1 в четвертом туре РПЛ

«Бежим за Мечту — Ходить»: подростки на протезах пробегут марафон в Екатеринбурге


Чёрный день календаря. 8 августа: Архангельская трагедия. Как ошибка пилота погубила рейс Як-40

Льготные ипотеки на Дальнем Востоке активно получают участники СВО и сотрудники ОПК

без заголовка

Полицейский погиб при задержании поджигателя релейного шкафа под Архангельском


На консервном заводе в Симферополе изъяли 12 тонн небезопасного сырья

Прогноз погоды в Крыму на 10 августа

Подросток на Мersedes сбил пешехода на трассе в Керчь

Сергей Карякин: 7 августа на поезде из Москвы в Симферополь выехали участники специальной спортивно-образовательной программы «Шахматный лагерь Сергея Карякина», которая стартует в Международном детском центре «Артек»


Деревянко женился в 49 лет. 15 млн на «Иванушек» и драка за букет

Владимирские кибатлеты показали класс на всероссийском турнире в Москве

Овчинский: в новостройке в Алексеевском завершаются работы нулевого цикла

Быстров - о московском «Динамо»: «Не ожидал, что по игре они так удручающе будут выглядеть»














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *