Физики застали сверхпроводники за игрой в «Дженга»

Ученым Великобритании, США, Иордании и Канады удалось, по их словам, добиться существенного прогресса в понимании механизма возникновения высокотемпературной сверхпроводимости. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Nature, кратко с ним можно ознакомиться на сайте Кембриджского университета.

В своей работе ученые исследовали электронные конфигурации нормальных и сверхпроводящих состояний недодопированных высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) на основе купратов. В результате экспериментов физикам удалось локализовать очаг возникновения так называемых электронных карманов, и таким образом найти области в образце, которые отвечают за формирование сверхпроводящего состояния. Также исследователи обнаружили необычную геометрию распределения карманов, в простейшем случае она похожа на стопку блоков из настольной игры «Дженга». Объединение «карманов» в большую поверхность Ферми соответствует переходу образца в сверхпроводящее состояние (постройке башни из игры «Дженга»), а его переход в нормальное состояние — разрушению башни из «Дженга».

В исследованиях ученые помещали образцы купратов в сильное магнитное поле. Магнитная индукция поля, способного подавить сверхпроводимость у ВТСП в образцах, достигала значений порядка ста тесла — это примерно в миллион раз больше индукции магнитного поля Земли.

Образцы, с которыми ученые проводили эксперименты, купраты — допированные специальным образом соединения оксида меди. Само допирование применяется для изменения электропроводящих свойств твердого тела, в данном случае — оксида меди, который вместе с пероксидом бария образует специальную слоистую структуру. Такая структура приводит к зависимости свойств образующегося кристалла от взаимной ориентации слоев (анизотропии), и в некоторых случаях позволяет управлять характеристиками нового соединения.

Сверхпроводимость — обращение в ноль электрического сопротивления при достижении проводником некоторого значения температуры, называемой критической. Обычная (низкотемпературная) сверхпроводимость связана с особым строением кристаллической решетки твердого тела, которое проявляется при низких температурах около абсолютного нуля из-за прекращения теплового движения атомов вещества, и образованием куперовских квазичастиц — связанных пар электронов.

ВТСП имеют отличающиеся от низкотемпературных сверхпроводников свойства, прежде всего, квазидвумерность и многозонность. Эти свойства приводят к появлению сверхпроводимости при температурах до -243 градусов Цельсия (или до -135 градусов, как в работе ученых). Двумерность обусловлена слоистой структурой сверхпроводника, а многозонность — различием в организации кристаллических решеток слоев и их взаимодействием.

Ученые надеются, что материалы, имеющие структуру, аналогичную исследуемым, проявят хорошие сверхпроводящие свойства. Работа физиков вселяет оптимизм в перспективы изучения высокотемпературной сверхпроводимости в целом, исследование которой является одной из важнейших задач современной физики конденсированного состояния вещества.

подписатьсяОбсудить
00:05 Сегодня
Черная дыра (в представлении художника)

Вот запара

Величайшая тайна черных дыр стала еще непонятнее
Где золото моют
Репортаж «Ленты.ру» с золотого прииска в Якутии
«"Реальные пацаны" — у нас таких нет»
Первый рэпер Якутии о шаманах, фольклоре и особенностях национального характера
Фабрика зверств
Притравочные станции — аморальная забава или жестокая необходимость
Владимир Путин и Дмитрий Медведев завтракают в резиденции «Бочаров ручей»Политическая кухня
Еда, посуда и повара кремлевского двора
На грани прорыва
Что Сергей Лавров и Джон Керри решили сделать для прекращения кризиса в Сирии
Город мертвых
Самое большое кладбище планеты
Метамфетаминовая эпидемия
Во все тяжкие пустились страны, о которых вы и не думали
Си Цзиньпин и Владимир ПутинНа пути к союзу?
Как далеко может зайти сближение России и Китая
Дональд Трамп и Пол МанафортПорочащие связи
Как работа с «Костей из ГРУ» подвела главу предвыборного штаба Трампа
Последние деньки
Как россияне пытаются поймать конец лета на море
Шикарные колеса
Самые фешенебельные железнодорожные маршруты мира
Наш юг накормит, опьянит
Фестиваль «О, да! Еда!» впервые прошел на курорте Абрау-Дюрсо
Карибский вопрос
10 причин провести следующий отпуск в Доминикане
«Долбаный идиот» или любящая бабушка?
За кого голосуют американские женщины-знаменитости
Бермудский прямоугольник
Фотограф выяснил, что россиянки носят в своих сумочках
«Все здесь сочувствуют Украине»
Уроженка Омска делится впечатлениями после переезда в Канаду
Сам себе гастарбайтер
Фотоистория граждан Бангладеш, работающих за 10 долларов на вредном производстве
Гран-при Бельгии
Онлайн-трансляция самой непредсказуемой гонки Формулы-1
Ху из Ху
Откуда растут корни китайских брендов
Собаки и коты
Самое крутое автомобильное видео августа
Равно правые
Длительный тест четырех компактных кроссоверов
Дно Олимпиады
Проблемы Рио похлеще допингов и переломов
«Я не позволяла себе ничего, каждая копейка уходила на кредит»
Рассказ россиянки, купившей не одну квартиру при зарплате в 40 тысяч рублей
Камерная дача
10 фактов о доме в Форосе, ставшем тюрьмой для Горбачева
До чего докатились
Как выглядят лица людей, съехавших с небоскреба
Бабушкино наследство
Вся недвижимость кандидата в президенты США Хиллари Клинтон