Сверхпроводники и магнитные поля обычно не уживаются вместе. Однако группе ученых во главе с физиком из университета Брауна удалось найти очевидность экзотического состояния сверхпроводимости, предсказанного впервые 50 лет назад, которое может возникнуть, когда сверхпроводник подвержен воздействию сильного магнитного поля. «Потребовалось пятьдесят лет, чтобы доказать, что это действительно возможно», сообщила доцент Весна Митрович. „Мы идентифицировали микроскопическую природу данного экзотического квантового состояния вещества“. Исследование опубликовано в издании Nature Physics. Сверхпроводимость — способность проводить электрический ток без сопротивления — основана на формировании электронных пар, известных как куперовские пары. В обычном проводнике электроны грохочут в структуре материала, что формирует сопротивление. Но куперовские пары движутся так, что не встречают сопротивления на пути. Магнитные поля — враг куперовских пар. Чтобы сформировать пару, электроны должны обладать противоположными спинами. В обычном состоянии сверхпроводящий материал имеет равное число электронов с каждым спином, так что каждый электрон имеет противоположную пару. Однако сильные магнитные поля способны превратить одни электроны в другие, что приводит к неравенству спинов в материале. «Вопрос в том, что произойдет, когда электронов с одним спином больше, чем других», заявила Митрович. „Что случается с электронами без пары? Можем ли мы сформировать сверхпроводящие состояния таким путем, и на что они будут похожи?“. Чтобы исследовать феномен, Митрович с коллегами использовали органический сверхпроводник κ- (BEDT-TTF)2Cu (NCS)2. Материал состоит из ультратонких листов, сложенных стопкой друг на друга. Именно этот материал, как было предсказано, способен продемонстрировать состояние FFLO (от первых букв фамилий теоретиков, предсказавших его). После применения интенсивного магнитного поля к материалу Митрович с коллегой исследовали его свойства с помощью ядерного магнитного резонанса. Ученые выявили области в материале, в которых собрались непарные электроны. «Эти поляризованные электроны вели себя как маленькие частицы, помещенные в коробку», заявила Митрович, „и сформировали связанные состояния Андреева“. Эти состояния замечательны тем, что позволяют проходить супертокам через несверхпроводящие области. В данном состоянии сверхпроводимости ток способен двигаться по всему материалу совершенно без сопротивления. Понимание того, что происходит, когда электроны теряют пару в материале, может оказаться полезным не только в области сверхпроводимости. Например, это может помочь астрофизикам лучше понять пульсары — плотные нейтронные звезды, которые, как считается, скрывают в себе и сверхпроводимость, и сильные магнитные поля. Также полезным результат может стать в спинтронике — области, где устройства работают на основе спина электрона, а не заряда, и сделаны из слоистых ферромагнитных сверхпроводящих структур. 27.10.2014 |
Хайтек
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений | |
Для инженеров, работающих над мягкой робо... |
Инструмент прогнозирования ускорит исследования в области сверхпроводников | |
Функциональность многих современных передовых ... |
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом | |
С помощью большой языковой модели инженеры Мас... |
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка | |
Слабые флуктуации в сверхпроводимости, яв... |
Роняйте на здоровье. Разработан материал для электроники с адаптивной прочностью | |
Неприятности случаются каждый день, и есл... |
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов | |
Органическая электроника — область,... |
Печатный полимер позволяет изучить хиральность и спины при комнатной температуре | |
Печатаемый органический полимер, который при&n... |
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах | |
Исследовательская группа, работающая в UN... |
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе | |
Исследователи из Стэнфорда приблизились к... |
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий | |
Когда речь заходит о сверхпроводящих куби... |
Optica Quantum: Ученые разработали новый метод определения квантовых состояний | |
Ученые из Университета Падерборна примени... |
Физики впервые услышали звуки "схлопывания" тепла в сверхтекучей жидкости | |
В большинстве материалов тепло предпочитает ра... |
Nature Communications: Ученые придумали, как защитить золотые катализаторы | |
Впервые исследователи, в том числе и... |
Nature Photonics: Поставлен рекорд эффективности первоскитовых светодиодов | |
Используя простой метод solvent sieve, исследо... |
Создан новый сверхпроводник из иридия, циркония и платины с хиральной структурой | |
Исследователи из Токийского университета ... |
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов | |
Исследователи из Калифорнийского универси... |
В Японии робота с живыми мышцами научили ходить под водой — на суше он высохнет | |
Исследователи из Токийского университета ... |
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути | |
Исследователи из Принстона применили спле... |
Создано доступное и экологичное решение для плоских дисплеев и носимой техники | |
Исследовательская группа под руководством... |
Разработан экологичный способ производства проводящих чернил для электроники | |
Исследователи из Университета Линчепинга,... |
AFM: Ученые разрабатывают технологию интеграции искусственных нейронных сетей | |
С появлением таких новых отраслей, как ис... |
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ | |
Ученые из Томского политехнического униве... |
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света | |
В основе глобальной интернет-связи лежит оптич... |
Создан новый держатель образцов для измерения температур в сверхмалом диапазоне | |
Группа специалистов из Helmholtz-Zentrum ... |
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения | |
Мемристорные устройства представляют собой кат... |
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников | |
Замещающее легирование чужеродными элементами ... |
eLight: Разработан подход для создания сверхчувствительных сенсоров | |
Датчики — важнейшие инструменты для... |
Монополи фазы Берри применили для создания высокотемпературных спинтроников | |
Спинтроники — это электронные ... |
Создан новый подход для разработки новых оптических устройств для биомедицины | |
Интегрированные сети распределения, обработки ... |
LAM: Создано устройство, способное произвести революцию в использовании света | |
Жидкокристаллические, или ЖК, фазовые мод... |