Физики обнаружили новый тип сверхпроводимости и ранее неизвестное состояние вещества

Международная группа физиков из Германии и Швейцарии экспериментально обнаружила и подтвердила существование неизвестного ранее состояния вещества, сопутствующего эффекту сверхпроводимости. Явление оказалось настолько уникальным, что предсказать последствия открытия сегодня очень сложно, хотя оно вселяет большие надежды на прорыв в области сверхпроводимости и квантовых приборов. Это первый практический шаг в новую область знаний.

Источник изображения: Tomislav Jakupec / Pixabay

Известное свыше ста лет явление сверхпроводимости изучено очень хорошо. Но это не отменяет того факта, что поиск материалов для высокотемпературной сверхпроводимости — в идеале при комнатной температуре — физики ведут фактически на ощупь. Тем не менее, в целом учёные имеют чёткое математически и физически доказанное представление о процессах. В частности, явление сверхпроводимости опирается на спаривание электронов и путешествие этих пар, называемых куперовскими, по материалу в состоянии сверхпроводника. Но внезапно выяснилось, что электроны способны соединяться в группы по четыре, чего никто никогда не фиксировал.

Впрочем, сборка электронов в сверхпроводниках по четыре в группе была теоретически предсказана около десяти лет назад. Поиску таких состояний были посвящены два последних года в ходе множественных экспериментов в Германии и Швейцарии. Физики изучали свойства так называемых пниктидов железа и, конкретно, соединения Ba_1−xK_xFe₂As₂.

«Когда мы обнаружили, что четыре электрона вместо двух вдруг образуют связь, мы сначала решили, что это ошибка измерения. Но чем больше методов мы использовали для подтверждения результата, тем яснее становилось, что это должно быть новое явление: все данные согласуются с одним и тем же результатом. Теперь мы знаем, что семейство электронов из четырёх частиц в некоторых металлах при охлаждении до сверхнизких температур создаёт совершенно новое состояние вещества. К чему это приведёт в будущем, станет ясно в ближайшие несколько лет», — прокомментировал открытие один из руководителей группы профессор Ханс-Хеннинг Клаус (Hans-Henning Klauss) из Технического университета Дрездена.

Помимо профессора Ханса-Хеннинга Клаусса в работе над результатами текущего исследования принимали значительное участие доктор Вадим Гриненко из ТУ Дрездена и профессор Егор Бабаев из Королевского технологического института в Стокгольме. Эксперименты проводились в швейцарском Институте Пауля Шеррера в Виллигене, а также в Институте исследования твёрдого тела и материалов имени Лейбница в Дрездене, лаборатории высокопольных магнитов Центра Гельмгольца Дрезден-Россендорф и Институте AIST в Цукубе (Япония). Статья о работе опубликована в издании Nature.

3dnews

Хочешь узнать больше - читай отзывы