Физика

Ученые создали новый тип сверхпроводника

NIST/JILA/CU-Boulder/Wikimedia Commons/Indicator.Ru

Японские исследователи впервые экспериментально показали существование сверхпроводника в состоянии конденсата Бозе — Эйнштейна, что раньше считалось возможным только теоретически. Кроме того, ученые смогли наблюдать переход из этого состояния в состояние Бардина — Купера — Шриффера, что объединяет две важнейшие теории сверхпроводимости. Статья опубликована в журнале Science Advances.

Сверхпроводимость — свойство некоторых материалов обладать нулевым сопротивлением. В таком состоянии электрическая цепь становится чрезвычайно эффективной. Конденсат Бозе — Эйнштейна (КБЭ) — уникальное агрегатное состояние вещества, в котором оно состоит не из частиц, а из волн, этот переход происходит по мере охлаждения вещества до температуры, близкой к абсолютному нулю. Образовавшаяся материя ведет себя как единое целое, приобретая новые свойства, в том числе сверхпроводимость. До недавнего времени подобные сверхпроводники были возможны только в теории, но теперь ученые из Токийского и Киотского университетов создали сверхпроводник в состоянии КБЭ на основе железа и селена.

Кроме этого существуют и другие состояния вещества, в которых возможна сверхпроводимость. Теория Бардина — Купера — Шриффера (БКШ) также предполагает возникновение сверхпроводимости при охлаждении до абсолютного нуля. Однако кроме низких температур эти теории не имеют ничего общего, долгое время ученые считали, что более полного понимания сверхпроводимости можно было бы достичь, если бы они пересеклись.

«Демонстрация сверхпроводимости КБЭ стала средством для достижения другой цели, — рассказывает один из авторов исследования, адъюнкт-профессор Института физики твердого тела Токийского университета Кодзо Окадзаки. — Мы надеялись изучить пересечение состояний КБЭ и БКШ. Нам удалось наблюдать, что между ними существует плавный переход, и это намекает на более общую теорию, лежащую в основе сверхпроводимости».

Исследователи использовали метод сверхнизкотемпературной фотоэмиссионной спектроскопии высокого разрешения, чтобы наблюдать за поведением электронов во время перехода материала от БКШ к КБЭ.

Сверхпроводящие устройства, такие как электромагниты, уже используются во многих приложения, один из примеров — Большой адронный коллайдер. Однако широкому распространению сверхпроводников препятствуют необходимые для их работы экстремально низкие температуры. Поэтому поиск новых сверхпроводящих материалов играет сегодня очень большое значение.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.