操纵超导等离子体波与太赫兹光
自然中的大多数系统都是本质上是非线性的意味着他们对任何外部激励的响应不应用刺激强度成正比。非线性被观察，例如，在流动的液体如水和空气或电流的电子线路等的宏观现象。因此，操纵的非线性行为是本身有趣实现几个过程的控制。Andrea Cavalleri 引起的结构和动力学的问题在 CFEL 在汉堡马克斯 · 普朗克研究所的研究人员国际团队利用太赫兹光场和高温铜氧化物超导体来放大，后者中的超导等离子体波的非线性相互作用。这导致更连贯的超导体，是不易受温度波动的影响。由于等离子体波的非耗散超导性质，研究开辟了新途径为”浆”，利用等离子体波传输信息的科学领域。在自然物理 》 杂志上报告了这些研究结果。
约瑟夫森效应
约瑟夫森效应，在 1962 年，由布莱恩 D.约瑟夫森预测包括跨越两个超导体薄、 绝缘交界库珀对隧道施工中。这种超导体绝缘体导体结构称为约瑟夫森结。很快就通过实验证实这一理论和 1973 年约瑟夫森收到了诺贝尔物理学奖，因为他预测导致超导体的宏观量子性质的验证。
约瑟夫森结电荷动力学被受约瑟夫森方程，当前与隧道的库珀对关联哪个州是两个导体之间的相位差的正弦值成正比。根据应用的电压，电流振荡频率取决于交界处的电压降。约瑟夫森效应不仅导致基本进展在物理学中，但也在很多应用程序，包括所谓的鱿鱼，即非常灵敏的磁力计用来测量极其微弱的磁场。这些被用于，例如，医药映射大脑活动 （脑磁图）。此外，约瑟夫森结是当今聘请的极其精确的电压标准，因为约瑟夫森效应是涉及电压和频率 （或时间） 的量子效应所涉及基本常数只相称。
当前利用约瑟夫森效应的研究课题包括量子比特的量子计算和光子器件实现千兆赫 (GHz) 和太赫兹 (THz) 频率政权。
在铜氧化物超导体的约瑟夫森等离子体波
层状超导体像高 Tc 氧化物 — — 正在修建的交替超导和绝缘的飞机 — — 是堆栈的约瑟夫森结的纳米级版本。在这些材料中，超导运输中首次出现铜氧飞机，而三维的超导出现通过隧道的方向垂直于平面的约瑟夫森。
在比喻到麦克斯韦方程组在电动力学，其时空分布的依赖性导致电磁波，约瑟夫森关系导致所谓的约瑟夫森等离子体波。这些波的频率的铜氧化物材料分成太赫兹范围，因此可以观察与常规的太赫兹光谱。
Andrea Cavalleri 球队太赫兹辐射用于探测约瑟夫森等离子体波在氧化钡掺杂镧铜 (La1.905Ba0.095CuO4)。从探头脉冲反射他们可以检测在大约一半太赫兹频率的振荡。”当我们与我们弱探测脉冲照射超导体时，我们可以观察一个特定的频率，所谓的约瑟夫森等离子体频率，反射场的振荡”说，Srivats Rajasekaran，第一作者的论文和博士后在汉堡 MPSD。
非线性项的约瑟夫森等离子体波和参量放大
自从约瑟夫森等离子体波由约瑟夫森的关系，它们是本质非线性。 在当前的研究中，这些约瑟夫森等离子体波被驱赶至非常大场强的到 100cm kV 使用额外的激烈 THz 泵脉冲高度非线性的政权。这才得以利用太赫兹技术的最新进展。在这种制度，约瑟夫森等离子体波放大了实验观察。样品的反射率成为了大于 100%，并且，最重要的是，吸收系数变得消极。Srivats Rajasekaran 解释了这些明确迹象发生材料，内部的放大”。
通过定期调节一些特定的参数，实现简单的振荡系统中的参量放大是一个众所周知的现象。例如，一个孩子在秋千上的增加其振幅通过定期提高、 降低其质心。一个例子从电子是周期性变化的电容或电感 LC 电路。参量放大器的这种类型在微弱信号的增强应用程序而不增加其噪声 （如用于射电天文学）。”参量放大的时候，层状超导体的行为很像 LC 电路，”Srivats Rajasekaran 说。”约瑟夫森新就像一根电线连接盘子的电容器 — — 铜氧化层。新的电感取决于各层之间的相位差和相位差随时间和位置在飞机上。
“当我们应用我们激烈泵浦脉冲时，泵浦-探测响应彷徨在约瑟夫森等离子体频率的两倍。这是相当于调节电感定期，所需要的参量放大，”Srivats Rajasekaran 补充道。”这是参量放大受光照射的疗效已被证明为约瑟夫森等离子体波，第一次”声明 Andrea Cavalleri，在汉堡 MPSD 主任。
潜在的应用价值
约瑟夫森等离子体波，利用非线性的约瑟夫森关系与太赫兹脉冲放大落在以前的作品由 Andrea Cavalleri 带领的层状超导体，其中太赫兹光被利用来关闭和打开平面之间的超导性，生成超导孤子的类别。另外，这项工作在控制中的超流波动产生的影响。Andrea Cavalleri 得出结论”参数化控制在层状超导体超流体的可能性最终可能会提供一个工具，稳定波动的超导性，也许甚至在临界温度以上的温度”。
这项研究提出紧急救济协调员协同授予”前沿在量子材料 ‘ 控制”(Q-MAC) 的 MPSD、 牛津大学和进一步研究机构的科学家汇集在一起。该研究小组还涉及布鲁克海文国家实验室、 巴斯大学和国立新加坡大学的科学家。自由电子激光科学 (CFEL) 中心是 DESY、 马克斯 · 普朗克学会和汉堡大学的中外合资企业。