Важливе відкриття: науковці підтвердили існування нового типу надпровідності

Надпровідність, явище протікання електричного струму без опору, давно зачаровує вчених, розповідає 24 Канал.

Окремий напрямок у цій галузі теоретично припускає, що електронна нематичність – фаза, в якій електрони порушують симетрію обертання, – може пояснити унікальну форму надпровідності. У цій фазі електрони віддають перевагу руху в певних напрямках над іншими, що може уможливити надпровідність за певних умов.

Однак, попри роки теоретичної роботи, експериментальне підтвердження надпровідності, зумовленої нематичною симетрією, досі залишалося невловимим.

Проривний експеримент

Дослідницька група зосередилася на суміші заліза, сірки та селенідів – матеріалах, відомих своєю нематичною впорядкованістю та надпровідністю без магнітних перешкод. Ці властивості зробили їх ідеальними кандидатами для цього дослідження.

Дослідники охолодили зразки до температури нижче 500 мілікельвінів (близько абсолютного нуля), де атомні коливання майже припиняються, і використовували скануючий тунельний мікроскоп (СТМ) для вивчення квантових станів електронів. Цей інструмент дозволив їм виявити "енергетичну щілину", ключовий показник надпровідності.

Наднизькотемпературний скануючий тунельний мікроскоп / Фото Yale University

Експеримент виявив наявність енергетичної щілини, що ідеально узгоджується з теоретичними передбаченнями надпровідності, зумовленої нематичними флуктуаціями.

Фазова диаграма FeSe1−xSx, кристалічна та електронна структура надпровідної сполуки FeSe0.81S0.19 / Фото Nature Physics

Майбутні напрямки досліджень

Едуардо Х. Да Сілва Нето, провідний науковець дослідження, зазначив, що доведення наявності енергетичної щілини вимагало надзвичайно низьких температур і точних STM-вимірювань.

Наступний крок – дослідити, що відбувається зі збільшенням вмісту сірки. Чи зникне надпровідність, чи спінові флуктуації повернуться?,
– сказав він.

Це відкриття може змістити фокус досліджень надпровідності з магнітних параметрів на контроль нематичних флуктуацій. Вчені вважають, що в кінцевому підсумку це може призвести до створення надпровідників, здатних функціонувати при більш високих температурах, що зробить революцію в їх потенційному застосуванні в технологіях та енергетичних системах.