Sr₂RuO₄ за три десятилетия превратился в легенду физики конденсированного состояния: это образцово чистый кристалл, в котором сверхпроводимость явно «нестандартная», но вот какая именно — до сих пор не ясно. Долгое время он считался кандидатом на роль аналога сверхпроводящей фазы в жидком гелии‑3, с экзотическим двухкомпонентным орбитальным состоянием. Новая серия экспериментов из Киотского университета серьёзно бьёт по этой картине.
Ключевой приём, который использовали японские учёные, — управляемая сдвиговая деформация. Если сверхпроводящее состояние действительно двухкомпонентное, то сдвиг должен «ломать симметрию» и заметно менять критическую температуру Tc. Для проверки команда создала установку, позволяющую гнуть ультратонкие кристаллы Sr₂RuO₄ сразу тремя типами сдвига, одновременно измеряя Tc с милликельвинной точностью.
То, что они увидели, можно кратко описать так: почти ничего. Критическая температура либо вообще не менялась, либо смещалась меньше чем на 10 мК на процент деформации — настолько мало, что эффект едва отличим от шума. Для сложного двухкомпонентного состояния это слишком слабый отклик.
Авторы работы, опубликованной в Nature Communications, делают жёсткий вывод: целый класс теоретических сценариев для Sr₂RuO₄ приходится отодвинуть в сторону. Наиболее правдоподобными остаются однокомпонентные состояния или ещё более необычные, пока слабо проработанные теории сверхпроводимости.
Однако новая ясность рождена ценой новой загадки. Более ранние ультразвуковые эксперименты, наоборот, фиксировали сильное изменение упругих констант при переходе в сверхпроводящее состояние — так, как будто в системе действительно есть чувствительная к сдвигу многокомпонентная фаза. Почему прямые деформационные измерения и ультразвук «рассказывают» разное — открытый вопрос.
При этом сама методика точного контроля деформации становится важным инструментом для всего поля. Её уже планируют применять к другим «нетривиальным» сверхпроводникам, чтобы шаг за шагом разобрать, где заканчивается привычная BCS‑физика и начинается что‑то принципиально новое, сообщает rutab.net.
Читайте также: