Скрытый магнитный порядок может открыть путь к сверхпроводимости
Физики обнаружили, что скрытые магнитные паттерны в псевдощелевом состоянии тесно связаны с температурой его образования, что может быть ключом к пониманию высокотемпературной сверхпроводимости
Короткое резюме
Международная команда физиков обнаружила, что скрытый магнитный порядок играет ключевую роль в псевдощелевом состоянии — загадочной фазе вещества, которая возникает непосредственно перед тем, как некоторые материалы становятся сверхпроводниками. Используя ультрахолодный квантовый симулятор, исследователи выявили, что даже когда макроскопический магнетизм кажется разрушенным, под поверхностью сохраняются универсальные магнитные паттерны.
Открытие было сделано с помощью модели Ферми-Хаббарда, воссозданной на основе атомов лития, охлаждённых до миллиардных долей градуса выше абсолютного нуля. Анализ более 35 000 снимков квантового газового микроскопа показал, что магнитные корреляции следуют единому универсальному паттерну, масштаб температуры которого совпадает с температурой образования псевдощели. Это указывает на прямую связь между остаточным магнетизмом и фазовым переходом, а также на то, что электроны образуют сложные многокоррелированные структуры, а не простые пары.
Результаты, опубликованные в PNAS, предоставляют новый эталон для теоретических моделей псевдощелевого состояния и приближают учёных к пониманию механизмов высокотемпературной сверхпроводимости. Работа подчёркивает критическую важность сотрудничества между теорией и экспериментом. В будущем планируется дальнейшее охлаждение системы и поиск дополнительных форм порядка для раскрытия полной картины коллективного поведения электронов.
Связь магнетизма и псевдощели
Обнаружено, что универсальный паттерн магнитных корреляций напрямую связан с температурой, при которой формируется псевдощелевое состояние
Скрытый порядок вопреки беспорядку
Даже после легирования, разрушающего дальний магнитный порядок, в системе сохраняются тонкие, но универсальные магнитные структуры
Сложные электронные корреляции
В псевдощелевом режиме электроны образуют многокоррелированные структуры (до пяти частиц), а не простые пары, и один допант может нарушать порядок на большой площади
Прорывная экспериментальная методика
Использование ультрахолодного квантового симулятора и квантового газового микроскопа позволило впервые детально измерить такие корреляции в контролируемых условиях
Текст сгенерирован с использованием ИИ
