Физики опровергли гипотезу о псевдощели в сверхпроводимости
Международная группа физиков впервые исследовала переключение высокотемпературных сверхпроводников из класса купратов между сверхпроводящим и обычным состоянием. Эти эксперименты поставили под сомнение значимость так называемой псевдощели для высокотемпературной сверхпроводимости, как сообщается пресс-службой Национального научно-исследовательского института Канады (INRS). Об этом сообщает издание ТАСС.
Дарио Арманно, научный сотрудник INRS, отметил, что установка TR-ARPES позволила наблюдать, что происходит, когда сверхпроводимость временно исчезает и вновь восстанавливается. Это стало возможным благодаря получению «потерянных кадров» из процесса, который ученые пытались реконструировать на протяжении многих лет.
На протяжении последних десятилетий физики открыли множество высокотемпературных сверхпроводников, способных проводить ток без потерь при температурах до минус 122 градусов Цельсия. Однако процессы, происходящие в этих материалах, остаются слабо изученными и часто не имеют теоретического объяснения, что затрудняет их дальнейшее развитие.
Существовало предположение, что высокотемпературные сверхпроводники сохраняют свои свойства благодаря необычным квантовым взаимодействиям частиц. Одним из таких взаимодействий считалось наличие псевдощели, которая представляла собой «дыру» в энергетическом спектре электронов. Хотя природа этой структуры оставалась неясной, она считалась ключевой для возникновения сверхпроводимости, так как её появление предшествует переходу в сверхпроводящее состояние.
Физики из Канады, Франции, Швейцарии и США опровергли эту гипотезу, наблюдая, как сверхпроводник на основе висмута, стронция, кальция, меди и кислорода переключается между состояниями. Ученые охладили материал до минус 143 градусов Цельсия и использовали короткие, но мощные лазерные вспышки, чтобы временно лишить его свойств.
Замеры показали, что псевдощель и высокотемпературная сверхпроводимость являются конкурирующими квантовыми явлениями, которые возникают при различных условиях и подавляют друг друга. Это ставит под сомнение важность псевдощели в высокотемпературной сверхпроводимости и значительно расширяет понимание физиками природы этого квантового феномена.
В последние годы ученые разработали новые типы сверхпроводников, работающих при высоких температурах. Наибольшие успехи достигнуты в исследованиях соединений водорода и редкоземельных металлов, а также купратов, которые сохраняют сверхпроводящие свойства при температурах минус 23-30 градусов Цельсия, но требуют давления, сопоставимого с тем, что существует в ядре Земли.
