Учёные раскрыли тайну сверхпроводника под чудовищным давлением

Исследователям из Института химии Макса Планка в Майнце впервые удалось напрямую измерить ключевую характеристику сверхпроводящего состояния — сверхпроводящую щель — в сероводороде (H3S), который становится сверхпроводником при рекордно высокой температуре -70°C под давлением более миллиона атмосфер. Для этого они разработали новый метод планарной туннельной спектроскопии, способный работать в экстремальных условиях высокого давления, недоступных для стандартных техник. Измерения показали, что щель в H3S полностью открыта и составляет около 60 мэВ, а в его дейтериевом аналоге D3S — около 44 мэВ, что прямо подтверждает, что сверхпроводимость в этих материалах обусловлена взаимодействием электронов с фононами (квантами колебаний кристаллической решётки).

Это открытие имеет фундаментальное значение, поскольку до сих пор сверхпроводящая щель в богатых водородом материалах (гидридах) оставалась неизмеренной из-за технических сложностей, оставляя пробел в понимании механизма высокотемпературной сверхпроводимости. Результаты подтверждают теоретические предсказания и предоставляют долгожданные экспериментальные данные. Покойный Михаил Еремец, пионер в этой области, назвал данную работу важнейшей со времени открытия сверхпроводимости в H3S в 2015 году.

Прорыв открывает путь к целенаправленному поиску новых гидридных сверхпроводников, работающих при ещё более высоких температурах и, возможно, при более низких давлениях. Понимание ключевых факторов, определяющих высокотемпературную сверхпроводимость в таких материалах, приближает давнюю цель — создание сверхпроводников, функционирующих при комнатной температуре и практических условиях, что могло бы революционизировать энергетику, транспорт и вычислительные технологии.