Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Физики объяснили одновременное существование магнетизма и сверхпроводимости
Объединить конфликтующие свойства помогли квазичастицы со специфическим зарядом. Если удастся подтвердить предложенную теорию экспериментом, то перед нами — новый тип квантовых материалов.
Сверхпроводимость и магнетизм — свойства вещества, возникающие из-за особенностей поведения электронов в материале. Объект будет магнитом, если у него есть собственное магнитное поле, образующееся из-за примерно одинаковых спинов электронов в веществе. Сверхпроводник определяют как вещество, в котором электроны могут двигаться без трения, например, объединяясь в куперовские пары.
Долгие годы ученые считали, что магнетизм и сверхпроводимость не могут сосуществовать в одном материале: магнитное поле может разрывать связи между куперовскими парами, есть эффект Мейснера — при переходе в сверхпроводящее состояние проводник полностью вытесняет из себя магнитное поле или «пускает» его внутрь в особом виде — как вихри Абрикосова.
Но в начале 2025 года две исследовательские группы опубликовали статьи о материалах, в которых одновременно регистрируются и сверхпроводимость, и магнетизм. Первым оказался ромбоэдрический графен (состоящий из четырех или пяти слоев графена), вторым — дителлурид молибдена (MoTe₂). В обоих случаях использованные образцы настолько тонкие, что ученые считают их двумерными.
Исследователи предположили, что совместить сверхпроводимость и магнетизм могут квазичастицы — энионы. Их существование предсказали в 1980-х, а во время разработки теоретического описания поведения энионов ученые выдвинули теорию, что в присутствии магнетизма квазичастицы должны иметь возможность проявлять сверхпроводимость.
Теперь, когда ученые такие материалы нашли, потребовалось описание происходящих в этих материалах процессов. Команда физиков из Массачусетского технологического института в США смогла его предложить. Статья об этом опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ученые уже знали, что для дителлурида молибдена интересующее их состояние вещества сопровождалось дробным квантовым эффектом Холла, при котором электроны в материале дробились на энионы.
«Когда в системе есть энионы, происходит следующее: каждый энион может пытаться двигаться, но его движение „фрустрировано“ присутствием других энионов. Эта „фрустрация“ возникает, даже если энионы находятся чрезвычайно далеко друг от друга. И это чисто квантовомеханический эффект», — рассказал первый автор статьи Сентил Тодадри (Senthil Todadri).
Физикам пришлось искать условия, при которых энионы могли бы вырваться из этого состояния «фрустрации» и двигаться как единый макроскопический поток.
Исследователи смоделировали условия возникновения этого эффекта в MoTe₂ и проследили за преобразованиями электронов. Если энионы в основном несли заряд в ⅓ заряда электрона, то система оказывалась «фрустрирована» и показывала металлическую проводимость. А если большинство энионов обладали ⅔ заряда электрона, материал должен проявлять сверхпроводящие свойства. Ученые сообщили, что это совершенно другой механизм образования сверхпроводника — относительно куперовских пар.
В статье физики рассказали, что сверхпроводящие энионы возникают при определенной электронной плотности, а при их первом появлении в случайных местах материала спонтанно возникают вихри сверхпроводящего тока с новыми для учеными паттернами. Такое поведение отличается от обычных сверхпроводников, и именно его экспериментаторы смогут искать для подтверждения опубликованных расчетов.
«Если наше объяснение через энионы верно для MoTe₂, это открывает дверь для изучения нового вида квантовой материи, которую можно назвать энионной квантовой материей. Это станет новой главой в квантовой физике. Но потребуется еще множество экспериментов, прежде чем можно будет говорить о подтверждении нашей теории», — подытожил Тодадри.
Telegram 
Дзен 
VK Голоса «детей» викторианской эпохи показали, как индустриализация изменила акценты английского языка
Современные акценты английского языка во многом отражают социально-экономические процессы, происходившие в Великобритании в викторианскую эпоху, то есть с 1837 года по 1901 год. Лингвисты доказали это, проанализировав архивные аудиозаписи разговоров с людьми, которые родились в указанный период и после него.
В 1980-х годах большую популярность приобрела борьба с озоновыми дырами. Из-за нее хладагенты из хлорфторгулеродов заменили на аналоги из гидрофторуглеродов. Теперь ученые выяснили, что эта замена — как и следующие за ней, уже в рамках борьбы с глобальным потеплением — ведет к накоплению в атмосфере довольно опасных «вечных химикатов».
Когнитивные психологи доказали, что человекообразные обезьяны способны понимать концепт «понарошку». Бонобо Канзи, владевший языком символов, успешно отслеживал перемещения невидимого сока и воображаемого винограда. Это открытие опровергает теорию о том, что способность к фантазии — уникальная черта человека.
Биологи использовали данные отлова змей за 22 года, чтобы объяснить появление редких ядовитых рептилий в засушливых и нетипичных для них районах штата Гоа. Анализ показал, что королевские кобры Западных Гат используют железнодорожную сеть как скоростной коридор для расселения, случайно путешествуя в товарных вагонах из родных лесов к побережью.
Астрономы впервые напрямую связали основание гигантского джета с «тенью» первой «сфотографированной» сверхмассивной черной дыры M87*. Анализ данных, полученных с помощью Телескопа горизонта событий (EHT), позволил проследить, где именно формируется релятивистская струя и лучше понять механизмы ее возникновения.
Яркий надувной тюбинг, в народе прозванный «ватрушкой», стал символом зимнего отдыха. Он кажется удобным, мягким и потому — безопасным. Это ощущение обманчиво и ежегодно приводит к тысячам серьезных травм. В чем же кроется фундаментальная опасность этого популярного развлечения? На этот вопрос для нашего издания ответил Олег Рубан, кандидат технических наук, доцент кафедры физики РТУ МИРЭА, объяснив, почему законы физики превращают безобидный на вид тюбинг в неуправляемый снаряд.
От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.
Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.
Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
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