Команда учёных из Йельского университета сделала важное открытие, обнаружив доказательства существования нового типа сверхпроводника. Это фундаментальное достижение в науке может открыть новые подходы к созданию сверхпроводимости — способности электрического тока течь без потерь энергии.
Нематика и сверхпроводимость
Ключ к открытию лежит в изучении кристаллов селенида железа, смешанных с серой. В нормальных условиях электроны в атомах железа движутся равномерно в горизонтальном и вертикальном направлениях. Однако при низких температурах электроны могут входить в “нематическую фазу”, предпочитая движение только в одном направлении.
Иногда эти предпочтения начинают колебаться — электроны чередуют выбор направления. Этот процесс называется “нематическими флуктуациями”. На протяжении десятилетий физики предполагали, что такие флуктуации могут быть причиной сверхпроводимости, но доказать это не удавалось.
Экспериментальное подтверждение
Исследования под руководством Эдуардо да Силва Нето, профессора физики из Йеля, предоставили сильные доказательства этой теории. Учёные охладили материалы на основе железа до температуры менее 500 милликельвинов (близко к абсолютному нулю) и с помощью сканирующего туннельного микроскопа (STM) изучили квантовые состояния электронов.
Используя STM, они зафиксировали так называемый “сверхпроводящий зазор” — индикатор наличия сверхпроводимости. Измерения показали, что зазор соответствует сверхпроводимости, вызванной нематическими флуктуациями.
Будущее исследований
Результаты открывают множество новых вопросов. Например, что произойдёт с сверхпроводимостью при увеличении содержания серы? Умрёт ли она или появятся новые флуктуации? Эти аспекты станут предметом дальнейших исследований.
Исследование было поддержано грантом Национального научного фонда США и стало кульминацией многолетней работы команды да Силва Нето, начатой в Университете Калифорнии, Дэвис, и продолженной в Йельском университете.