Новый эксперимент физиков из Института твердого тела и материалов им. Лейбница в Дрездене по вращению спина мюона доказал наличие спонтанных электрических токов в сверхпроводниках.
Сверхпроводимость — это ток без электрического сопротивления. Сегодня физики-теоретики и экспериментаторы работают над открытием и объяснением основных фундаментальных механизмов сверхпроводимости. Исследования этого свойств материалов особенно важно для областей энергетики и моторной техники.
Особый интерес представляет материал рутенат стронция с химической формулой Sr₂RuO₄. В этом соединении сверхпроводимость сопровождается спонтанными кольцевыми токами. В отличие от токов в металлических проводах или сверхтоков в обычных сверхпроводниках, они возникают как свойство основного состояния. Это сравнимо с движением электронов по атомным орбиталям, но в сверхпроводнике такой процесс вызван коллективным движением многих электронов. Поскольку такой особый тип сверхпроводимости со спонтанными токами актуален и для квантовых вычислений, рутенат стронция имеет важное значение для будущих приложений сверхпроводимости.
В статье, опубликованной в журнале Nature Physics, субатомные частицы — мюоны — использовались в качестве зондов для экспериментального обнаружения этих тонких электрических токов в сверхпроводящем рутенате стронция с использованием результирующих магнитных полей. Когда рутенат стронция подвергается одноосному давлению, самопроизвольные токи начинают проявляться при более низкой температуре, чем сверхпроводимость. Другими словами, переход распадается на две области: сначала сверхпроводимость, затем спонтанные токи. Такое расщепление с давлением, нарушающим симметрию, ранее не демонстрировалось ни в каком другом материале. В будущем ученым придется пересмотреть предыдущие теоретические модели о сверхпроводимости.
Авторы исследования из Института твердого тела и материалов им. Лейбница, Дрезден, отмечают, что эта работа стала возможной только благодаря техническому развитию уникального устройства одноосного растяжения для экспериментов по вращению спина мюона.
Читать далее
Уран получил статус самой странной планеты в Солнечной системе. Почему?
Физики создали аналог черной дыры и подтвердили теорию Хокинга. К чему это приведет?