Учените откриват нов тип свръхпроводник

Научна група от Америка изследва кристалната решетка на стронциевия рутенат (най-обещаващият материал за квант компютри) и беше установено, че вълните се разпространяват през материала по изключително необичаен начин, което показва напълно нов тип свръхпроводници.

Днес искам да ви разкажа за това уникално откритие.

Съществуващи видове свръхпроводници

Както знаете, електроните в свръхпроводниците се движат в така наречените купърски двойки. Именно тази симбиоза придава на материала уникални свойства, едно от които е пълното отсъствие на електрическо съпротивление.

Така че свръхпроводящите материали бяха разделени (разделението зависи от вида на вълните, преминаващи през тях) на два вида:

• s-вълна. В такива свръхпроводници (живак, калай, олово) в двойка на Купър електроните имат противоположно насочени въртения, а електроните са статични по отношение на общия център на масата. С други думи, орбиталният ъглов момент на двойките е нула.
• г - вълна. Това са високотемпературни свръхпроводници (HTSC), в такива материали сдвоените електрони имат противоположни спинове, но те също се въртят около получения център на масата. Освен това за такива проводници орбиталният момент на двойките Купър е равен на два.
  instagram viewer

Но се оказа, че все още има поне един тип свръхпроводник.

Откриване на нов тип свръхпроводник

Още през 1994 г. е открито уникално съединение - стронциев рутенат Sr2RuO4. Материалът беше необичаен по това, че вътрешната му структура изглеждаше като тази на класическите HTSC, но вълновият компонент беше коренно различен.

По това време този материал се приписва на така наречения преходен тип свръхпроводници, свързан с типа p-вълна. Поради факта, че в този материал в двойка на Купър спиновете на електроните имат една посока, а електронната двойка има ъглов момент, равен на единица.

Това уникално откритие потенциално гарантира пробив в създаването на квантови компютри. Тъй като позволява образуването на фермиони Majorana (необичайни частици, които едновременно представляват свои собствени античастици).

Ето защо в продължение на много години материалът се изучава активно, тъй като учените търсят потвърждение на хипотезата за свръхпроводимост на p-вълната на материала.

Практическото откритие се оказа по-интересно от теоретичното

В поредния опит да се намери потвърждение на теорията, група американски учени от университета Корнел (САЩ) проведоха друг експеримент за изследване на стронциевия рутенат.

Така че кристалът на материала е изследван с помощта на резонансна ултразвукова спектроскопия с най-висока разделителна способност.

За тази цел материалът се охлажда до екстремна температура от 1,4 Келвина. И тогава през кристала бяха преминали звукови вълни. И по това време бяха измерени еластичните константи.

Така че получените резултати просто изумиха учените. Оказва се, че стронциевият рутенат е напълно нов тип свръхпроводник. Както се оказа, електроните в двойката Купър имат толкова сложна връзка, че тя не отговаря на описанието нито с s, нито с d вълни.

Единственото нещо, което успяхме да открием точно, е, че ъгловият момент е равен на четири, което означава, че новият свръхпроводник принадлежи на g-вълната. Никой от учените дори не е предполагал, че такива свръхпроводници могат да съществуват по принцип.

Резултатите от експеримента са невероятни и учените планират да тестват и други обещаващи материали, които преди това са били класифицирани в групата от тип p по същия начин. Ще изчакаме резултатите от нови експерименти.

И учените споделиха резултатите от този експеримент на страниците на списанието Nature Physics.

И ако материалът ви е харесал, поставете палци, абонирайте се и напишете коментар. Благодаря за вниманието!