Физики нашли новое сверхпроводящее состояние: модуляцию плотности куперовских пар
Ученым пришлось значительно доработать установку сканирующей туннельной микроскопии, чтобы обеспечить чистоту поверхности образцов. Когда они сумели это сделать, смогли и найти искомое состояние.
Сверхпроводимость — физическое состояние, при котором металл способен проводить электричество без сопротивления, а значит и без потерь. В своем наиболее известном применении, в аппаратах МРТ, она дает врачам заглянуть внутрь нашего тела. На сегодняшний день материалы могут достигать сверхпроводимости только при очень низких температурах.
Ученые давно стараются создать или найти материалы, способные обеспечить сверхпроводимость при комнатной температуре. Это могло бы изменить медицину, энергетику и квантовые вычисления.
Команда физиков обнаружила новое сверхпроводящее состояние — модуляцию плотности куперовских пар. Статья об этой работе опубликована в журнале Nature.
В металлах электроны сталкиваются с ионами, пока движутся через материал. Каждое столкновение приводит к потере энергии, увеличивая электрическое сопротивление. В сверхпроводниках электроны притягиваются друг к другу и могут связываться, образуя куперовские пары. Пока электроны остаются в определенном относительно небольшом диапазоне энергетических уровней, известном как энергетическая щель, они остаются спаренными и не теряют энергию при столкновениях. В энергетической щели «живет» сверхпроводимость.
Обычно энергетическая щель сверхпроводника одинакова во всех точках материала. В 1960-х ученые предположили, что энергетическая щель в некоторых сверхпроводящих материалах может модулироваться в пространстве, то есть обладать разным размером. Позже ученые дополнили эту теорию предложением состояния волны плотности пар (PDW). Эта часть теории предполагает сверхпроводящее состояние, в котором энергетическая щель колеблется между большим и меньшим значением.
Исследователи работали с тонкими пластинками сверхпроводника на основе теллура и селена с содержанием железа — FeTe0,55Se0,45. Физики обнаружили модуляцию сверхпроводящей щели с наименьшей возможной длиной волны, соответствующей расстоянию между атомами в кристалле. Они назвали это состояние модуляцией плотности куперовских пар (PDM, Cooper-pair density modulation).
«Мы пронаблюдали 40-процентную модуляцию щели. Это — наиболее четкое экспериментальное доказательство того, что модуляция щели может существовать даже на атомном масштабе», — говорит Линьюань Конг (Lingyuan Kong), ведущий автор статьи.
Открытие смогли сделать благодаря первой успешной реализации экспериментов по сканирующей туннельной микроскопии железосодержащего сверхпроводника на устройстве для изучения тонких пластинок. Подобные эксперименты в течение почти двух десятилетий страдали из-за сильного загрязнения поверхности, но команда исследования смогла разработать новый подход, который позволил получить достаточно чистую поверхность для микроскопических исследований.
Авторы также разработали теоретическую модель объяснения возможного происхождения наблюдаемой модуляции щели. Их модель предполагает, что эта модуляция состояния PDM возникает из-за нарушения как подрешеточной симметрии, так и уникальной вращательной симметрии, характерной для тонких пластинок.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно выяснили, что прогулки на природе делают людей счастливее, но механизмы этого влияния оставались не до конца понятными. Теперь международная команда психологов выяснила: природа повышает удовлетворенность жизнью не напрямую, а через способность принимать и уважать собственное тело.
Тяжелое генетическое заболевание угрожало ребенку смертью до совершеннолетия и проблемами с развитием. Генная терапия помогла, но спустя несколько лет у него обнаружили опухоль, возможно, связанную с ней.
Генетики изучили ДНК 49 человек, похороненных на кладбище города Сент-Мэри, первого поселения в английской колонии Мэриленд. В генетической базе данных 23andMe обнаружилось свыше 1,3 миллиона современных американцев, которые могут проследить свою родословную до колонистов из Сент-Мэри.
Отходы виноделия служат полноценной заменой антибиотикам в птицеводстве. Всего полпроцента виноградного жмыха в рационе бройлеров с хроническим воспалением кишечника восстановили рост птиц, подавили патогенные бактерии и улучшили качество мяса. В отличие от традиционных стимуляторов роста, жмых не провоцирует появление супербактерий, предлагая индустрии дешевую и экологичную альтернативу.
Ученые давно выяснили, что прогулки на природе делают людей счастливее, но механизмы этого влияния оставались не до конца понятными. Теперь международная команда психологов выяснила: природа повышает удовлетворенность жизнью не напрямую, а через способность принимать и уважать собственное тело.
Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии