Il est courant d'être sous pression au laboratoire Ames du département américain de l'Énergie, c'est-à-dire s'il vous arrive d'être un échantillon de matériau en cours d'investigation par les physiciens de la matière condensée du laboratoire.

Les physiciens utilisent l'application de hautes pressions, parfois presque aussi haut que celui trouvé à 1000 milles sous la surface de la Terre, pousser et pousser des composés métalliques et semi-conducteurs à révéler une structure inhabituelle, magnétique, et les propriétés supraconductrices qui pourraient autrement rester cachées.

Jusqu'à maintenant, les chercheurs du laboratoire Ames ont pu étudier la magnétisation et la résistance sous pression, mais pas la chaleur spécifique d'un matériau, en raison des difficultés présentées à la fois par le chauffage local et la mise sous pression de l'échantillon en même temps. Mais chaleur spécifique, une propriété matérielle fondamentale, sous haute pression était une mesure trop précieuse pour être ignorée, dit Paul Canfield, Physicien du laboratoire Ames et professeur émérite et professeur de physique et d'astronomie Robert Allen Wright à l'Iowa State University.

Traditionnellement, la chaleur spécifique d'un matériau est mesurée isolément, sans que rien ne touche l'échantillon ; mais appliquer une pression nécessite un contact avec l'échantillon. Avec ces deux exigences contradictoires, La chercheuse postdoctorale d'Ames Lab, Elena Gati, a cherché une autre façon d'aborder le problème.

La solution consistait à tester et à adapter un thermomètre généralement utilisé dans les expériences à basse pression pour une utilisation dans des environnements à haute pression, combiné avec une technique d'oscillation qui délivre des impulsions de chaleur qui sont calibrées pour affecter rapidement l'échantillon mais pas affecter l'environnement environnant aussi rapidement.

Les scientifiques ont publié un certain nombre d'articles utilisant la technique, qui a dans chaque cas révélé de nouvelles propriétés dans les matériaux étudiés. Il ouvre de nouvelles voies de recherche pour le Laboratoire Ames, mais aussi des collaborations avec d'autres institutions de recherche qui pourraient bénéficier de mesures à l'aide de l'appareil.

« Dans tous ces cas, nous utilisons cette technique pour créer une carte de l'électronique, magnétique, et les transitions de phase structurelles - comment elles interagissent et fusionnent, comment ils naissent et meurent, " a déclaré Canfield. " Avec ce genre de perspicacité, nous pouvons déduire les règles d'interaction de ces transitions, dans le but ultime de pouvoir les contrôler pour les propriétés que nous voulons."

La technique expérimentale et ses résultats sont discutés plus en détail dans ces articles :

"Utilisation des thermomètres Cernox dans les mesures de chaleur spécifique AC sous pression, " écrit par Elena Gati, Gil Drachuck, Li Xiang, Lin-Lin Wang, Sergey L. Bud'ko, et Paul C. Canfield; et publié dans Examen des instruments scientifiques .

« La supraconductivité en vrac et le rôle des fluctuations dans le supraconducteur à base de fer FeSe à haute pression, " écrit par Elena Gati, Anna E. Böhmer, Sergey L. Bud'ko, et Paul C. Canfield; et publié dans Lettres d'examen physique .

"Transitions ferromagnétiques multiples et distorsion structurelle dans le ferromagnétique VI3 de van der Waals à des pressions ambiantes et finies, " écrit par Elena Gati, Yuji Inagaki, Taï Kong, Robert J. Cava, Yuji Furukawa, Paul C. Canfield, et Sergey L. Bud'ko; et publié comme suggestion de l'éditeur dans Examen physique B .