Новый тип сверхпроводника

Новые исследования впервые выявили сверхпроводник g-волны, что является крупным достижением в этой области физики.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics.

Сверхпроводники — это материалы, через которые электрический ток может проходить с эффективностью, близкой к 100%. Электроны в сверхпроводниках движутся в так назыыаемых куперовских парах. Сверхпроводники делятся на два типа: s-волновые и d-волновые. В s-волновых сверхпроводниках, к которым относятся, например, свинец, олово и ртуть, электроны в куперовских парах имеют противонаправленные спины, но сами пары не вращаются вокруг общего центра масс, то есть орбитальный момент пар равен нулю. К d-волновым относятся высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП): в них спаренные электроны также имеют противоположно направленные спины, но куперовская пара вращается вокруг своего центра масс (символ d указывает на то, что орбитальный момент куперовских пар равен двум). Недавно обнаруженный сверхпроводник g-волны имеет совершенно другой тип углового момента. Ученые обнаружили необычное соединение — рутенат стронция (Sr2RuO4), который имеет структуру, как у ВТСП, но другие волновые свойства. Выяснилось, что вещество относится к третьему, промежуточному типу р-волновых сверхпроводников, у которых спины электронов в парах направлены в одну сторону, а куперовские пары обладают угловым моментом, равным единице. 

Это было обнаружено с помощью сверхдетального резонансного ультразвукового спектроскопического анализа. «Этот эксперимент показывает возможность существования нового типа сверхпроводника, о котором мы никогда раньше не думали, — говорит физик Брэд Рэмшоу из Корнельского университета. — Это открывает пространство возможностей для того, чем может быть сверхпроводник и как он может проявить себя». Он также выразил надежду, что «мы когда-нибудь научимся управлять сверхпроводниками и использовать их в технологиях так же, как полупроводники». Если удастся масштабировать технологию и заставить ее работать при более высоких температурах, потенциальные выгоды будут огромными.