В метеоритах нашли сверхпроводники

В космических телах могут естественным путем образовываться сверхпроводящие вещества. Они проводят ток без сопротивления при весьма низких, но вполне достижимых в космических условиях температурах. Об этом ученые объявили на ежегодной встрече Американского физического общества.

Первыми открытыми сверхпроводниками были чистые металлы, такие как ниобий, свинец и ртуть. Они переходят в сверхпроводящее состояние при температуре лишь слегка выше абсолютного нуля. Ближе к концу XX века физики стали открывать сложные соединения, например, купраты, которые проводят ток без сопротивления при температурах выше 100 кельвинов. Это явление называют высокотемпературной сверхпроводимостью, причем его до сих пор не объяснили теоретически.

Большинство физиков пытается получить новые интересные соединения, пытаясь отталкиваться от атомной структуры или свойств известных похожих веществ, но в группе Ивана Шуллера из Калифорнийского университета в Сан-Диего решили исследовать минералы из геологических коллекций, куда входят как земные, так и метеоритные образцы. Космические тела образуются при экстремальных условиях высоких температур и давлений, недостижимых в любых лабораториях не Земле, из-за чего там могут находиться многие экзотические соединения.

Обычно для того, чтобы обнаружить сверхпроводник, ученые используют эффект Мейснера, из-за которого из объема такого вещества «выталкивается» приложенное извне магнитное поле. Однако этот метод недостаточно чувствителен для совсем маленьких зерен сверхпроводящего вещества. Поэтому авторы новой работы пользовались другим феноменом — изменением поглощаемости микроволнового излучения около перехода в сверхпроводящее состояние. По словам физиков, этот подход в тысячу раз точнее магнитных измерений.

Сперва метод проверили на нескольких тысячах образцов с известными свойствами, а затем применили к 16 различным космическим телам. Следы сверхпроводимости были найдены в двух — 10-тонном железном метеорите Мандрабилла, который был найден в Австралии в 1911 году, и углеродистом Гравес Нунатакс, который обнаружили в Антарктиде в 1995 году. После этого исследователи применили другие методы, такие как рентгеновская спектроскопия, для того, чтобы выяснить их состав. Это оказались сплавы индия и олова с возможным содержанием свинца, которые хорошо известны как сверхпроводники с критической температурой около 5 кельвинов. Несмотря на неэкзотичность этих веществ, результаты указывают на то, что сверхпроводники повсеместно распространены во Вселенной, так как существует много мест с температурой ниже 5 кельвинов.