Det är vanligt att vara pressad vid U.S. Department of Energy's Ames Laboratory - det vill säga om du råkar vara ett prov på material som undersöks av laboratoriets kondenserade fysiker.

Fysikerna använder applikationen av högt tryck, ibland nästan lika hög som den som hittades 1000 miles under jordens yta, att driva och framkalla metalliska och halvledande föreningar för att avslöja ovanlig struktur, magnetisk, och supraledande egenskaper som annars kan förbli dolda.

Tills nu, forskare vid Ames Laboratory kunde studera magnetisering och motstånd under tryck, men inte materialets specifika värme, på grund av svårigheterna med både lokal uppvärmning och trycksättning av provet samtidigt. Men specifik värme, en grundläggande materiell egenskap, under högt tryck var för värdefull för en mätning för att ignorera, sa Paul Canfield, Ames laboratoriefysiker och framstående professor och Robert Allen Wright -professor i fysik och astronomi vid Iowa State University.

Traditionellt, den specifika värmen för ett material mäts isolerat, utan att något rör provet; men applicering av tryck kräver kontakt med provet. Med dessa två motstridiga krav, Ames Labs postdoktor Elena Gati sökte efter ett annat sätt att närma sig problemet.

Lösningen testade och anpassade en termometer som vanligtvis används i lågtrycksförsök för användning i högtrycksmiljöer, kombinerat med en oscillationsteknik som levererar värmepulser som kalibreras för att omedelbart påverka provet men inte påverka den omgivande miljön lika snabbt.

Forskarna har publicerat ett antal papper med hjälp av tekniken, vilket i varje fall har avslöjat nya egenskaper i de studerade materialen. Det öppnar nya vägar för forskning för Ames Laboratory, men också samarbeten med andra forskningsinstitutioner som kan dra nytta av mätningar med hjälp av apparaten.

"I alla dessa fall vi använder denna teknik för att skapa en karta över elektroniken, magnetisk, och strukturella fasövergångar - hur de interagerar och smälter samman, hur de föds och dör, "sa Canfield." Med den här typen av insikter, vi kan utläsa reglerna för hur dessa övergångar interagerar, med det slutliga målet att kunna styra dem för de fastigheter vi vill ha. "

Den experimentella tekniken och dess resultat diskuteras vidare i dessa artiklar:

"Användning av Cernox -termometrar vid AC -specifika värmemätningar under tryck, "författad av Elena Gati, Gil Drachuck, Li Xiang, Lin-Lin Wang, Sergey L.Bud'ko, och Paul C. Canfield; och publicerad i Granskning av vetenskapliga instrument .

"Bulk supraledning och fluktuationer i den järnbaserade supraledaren FeSe vid högt tryck, "författad av Elena Gati, Anna E. Böhmer, Sergey L.Bud'ko, och Paul C. Canfield; och publicerad i Fysiska granskningsbrev .

"Flera ferromagnetiska övergångar och strukturell distorsion i van der Waals ferromagnet VI3 vid omgivande och ändliga tryck, "författad av Elena Gati, Yuji Inagaki, Tai Kong, Robert J. Cava, Yuji Furukawa, Paul C. Canfield, och Sergey L. Bud'ko; och publiceras som ett redaktörsförslag i Fysisk granskning B .