Физики только что обнаружили «призрак» сверхпроводимости
В дителлуриде урана впервые напрямую зафиксированы волны плотности пар, которые сохраняются после исчезновения обычной сверхпроводимости
Короткое резюме
Физики из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне обнаружили свидетельства необычного сверхпроводящего поведения в дителлуриде урана: куперовские пары — спаренные электроны, обеспечивающие сверхпроводимость, — организуются в неравномерные структуры, называемые волнами плотности пар (PDW). Главное открытие состоит в том, что эти структуры, по-видимому, сохраняются после исчезновения обычной сверхпроводимости. Это указывает на то, что электронные пары могут начинать формироваться ещё до того, как материал действительно переходит в сверхпроводящее состояние.
Волны плотности пар были предсказаны около 20 лет назад, а ранее наблюдались вместе со сверхпроводимостью в других металлах. Однако новая работа, опубликованная в «Трудах Национальной академии наук», впервые даёт прямые свидетельства того, что PDW в дителлуриде урана остаются в «обычной» фазе материала после исчезновения сверхпроводимости. В традиционных сверхпроводниках куперовские пары образуются при полном фазовом переходе, но в этой системе их наблюдение в PDW выше точки перехода показывает, что они формируются заранее в другом состоянии. Дителлурид урана считался обычным металлом до 2019 года, когда у него обнаружили сверхпроводящую фазу ниже 2 кельвинов; позднее его стали рассматривать как возможный триплетный сверхпроводник.
Наиболее яркий результат связан с тем, что некоторые моды продолжали существовать даже после того, как материал проходил критическую температуру и основная сверхпроводящая фаза исчезала. По словам исследователей, объяснение только через волны плотности заряда противоречит фундаментальным принципам физики конденсированного состояния, тогда как объяснение через PDW даёт согласованную картину. Авторы отмечают ограничение: сканирующая туннельная микроскопия измеряет эффекты только на поверхности материала, поэтому эксперимент не показывает напрямую, что происходит внутри дителлурида урана. Тем не менее результаты дают сильную подсказку и могут открыть новые направления для изучения нетрадиционной сверхпроводимости.
В дителлуриде урана обнаружены волны плотности пар
Получено первое прямое свидетельство того, что PDW могут сохраняться в «обычной» фазе материала после исчезновения сверхпроводимости
PDW наблюдаются выше критической температуры
Некоторые моды продолжали существовать после исчезновения основной сверхпроводящей фазы, что указывает на возможное формирование куперовских пар ещё до перехода
Сигнатуры PDW реагируют на температуру и магнитное поле
Улучшенные образцы и векторная магнитная сканирующая туннельная микроскопия позволили увидеть спектральные признаки, которые вели себя так, как должны вести себя волны плотности пар
Есть ограничение по поверхности
Метод STM (сканирующая туннельная микроскопия) измеряет только поверхность, поэтому поведение внутренней части материала напрямую не установлено, хотя результаты считаются сильной подсказкой
Текст сгенерирован с использованием ИИ
