Научной группой из Америки была изучена кристаллическая решетка рутената стронция (наиболее многообещающего материала для квантовых компьютеров) и было установлено, что волны через материал распространяются крайне необычным образом, что указывает на абсолютно новый тип сверхпроводников.
Вот про это уникальное открытие я и хочу вам сегодня рассказать.
Существующие типы сверхпроводников
Как известно, электроны в сверхпроводниках перемещаются в так называемых куперовских парах. Именно этот симбиоз наделяет уникальными свойствами материал, одним из которых является полное отсутствие электрического сопротивления.
Так вот сверхпроводящие материалы делились (деление зависит от вида проходящих через них волн) на два типа:
- s- волновые. В таких сверхпроводниках (ртуть, олово, свинец) в куперовской паре электроны обладают разнонаправленными спинами, а электроны статичны по отношению к общему центру масс. Иначе говоря, орбитальный момент пар нулевой.
- d – волновые. Это высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП), в таких материалах спаренные электроны обладают противонаправленными спинами, но при этом они еще и вертятся около результирующего центра масс. При этом у таких проводников орбитальный момент куперовских пар равен двум.
Но, оказалось, существует еще, по крайней мере, один вид сверхпроводников.
Открытие нового типа сверхпроводников
В уже далеком 1994 году было открыто уникальное соединение – рутенат стронция Sr2RuO4. Необычность материала была в том, что его внутренняя структура имела вид как у классических ВТСП, а вот волновая составляющая в корне отличалась.
В то время данный материал отнесли к так называемому переходному типу сверхпроводников, относящемуся к типу p-волновых. По причине того, что в этом материале в куперовской паре спины электронов имеют одно направление, а электронная пара обладает угловым моментом равным единице.
Это уникальное открытие потенциально гарантировало прорыв в области создания квантовых компьютеров. Так как позволяло сформировать фермионы Майораны (необычные частицы, оные одновременно представляют собственные античастицы).
Именно поэтому на протяжении многих лет материал активно изучался, так как ученые искали подтверждение гипотезы p-волной сверхпроводимости материала.
Практическое открытие оказалось интереснее теоретического
В очередной попытке отыскания подтверждения теории группа американских ученых из Корнелльского университета (США) провели очередной эксперимент по изучению рутената стронция.
Так вот кристалл материала был изучен с помощью резонансной ультразвуковой спектроскопии самого высочайшего разрешения.
Для этих целей материал был охлажден до экстремальной температуры в 1,4 Кельвина. А затем через кристалл были пропущены звуковые волны. И в это время были измерены упругие константы.
Так вот, полученные результаты просто поразили ученых. Оказывается, что рутенат стронция - это абсолютно новый тип сверхпроводников. Как оказалось, электроны в куперовской паре имеют настолько сложную связь, что она не подходит под описание ни с s-, ни с d- волнами.
Единственное, что удалось выяснить точно, что угловой момент равен четырем, а это значит, что новый сверхпроводник относится к g-волновым. Никто из ученых даже не предполагал, что такие сверхпроводники могут существовать в принципе.
Результаты эксперимента поразительны и ученые планируют таким же образом проверить и другие перспективные материалы, которые ранее были отнесены в группу p-типа. Будем ждать результатов новых экспериментов.
А результатами этого опыта ученые поделились на страницах журнала Nature Physics.
А если вам понравился материал, то ставим палец вверх, подписываемся и пишем комментарий. Спасибо за ваше внимание!
