В журналі Nature вчені повідомляють про відкриття потенційно
нового стану матерії. Результати експериментів показують, що в надпровідниках у
сильних магнітних полях спостерігається явище порушення електронної симетрії. Знаходячи
схожості та відмінності серед класів матеріалів з такими властивостями, вчені можуть
встановлювати ключові компоненти, які володіють новими властивостями, такими як
надпровідність.
| |
Надпровідники з важкими ферміонами — це сполуки рідкісноземельних металів та актиноїдів
| |
У важкого ферміонного надпровідника CeRhIn5 в сильному магнітному
полі з'являється так званий електронний нематичний стан, у якому електрони в матеріалі
вишиковуються у такий спосіб, щоб зменшити симетрію у первинному кристалі. Тепер
це здається універсальною властивістю нетрадиційних надпровідників. Нетрадиційна
надпровідність виникає біля фазової межі, яка розділяє магнітно впорядковані та
невпорядковані фази матеріалу.
"Поява електронного впорядкування, названого нематичною поведінкою,
в модельних важких ферміонних надпровідниках свідчить про взаємозв'язок нематичності
та нетрадиційної надпровідності. Звідси випливає, що нематичність є звичною для
надпровідних матеріалів", - стверджує фізик Філіп Роннінг (Filip Ronning) з Лос-Аламоської
національної лабораторії, провідний автор дослідження. Важкі ферміони - це інтерметалеві
сполуки, які включають рідкісноземельні елементи та актиноїди.
"Важкі ферміонні матеріали мають іншу ієрархію енергетичних
масштабів, ніж у перехідних металів чи органічних речовин, проте у них однакові
фізичні властивості у стосунку до спіну, заряду та ступенів свободи в ґратці", -
додає науковець.
Дослідники спостерегли
появу флуктуючого нематичного стану при квантовій критичній точці CeRhIn5, що виникає
при індукції магнітного поля 50 Тесла.
Нематичні стани характеризують рідкі кристали, в яких молекули
вишикувані паралельно, однак не періодично. Нематоподібні стани раніше спостерігали
в перехідних металевих системах в точці магнітних та надпровідникових фазових переходів.
Поява цієї властивості вказує на зв'язок нематичності та нетрадиційної надпровідності.
Проте новий нематичний стан, виявлений у CeRhIn5, порівняно з іншими системами,
полягає в тому, що він може легко обертатися у напрямку напруженості магнітного
поля.
Експеримент провели на потужному генераторі імпульсного магнітного
поля Національної лабораторії високого магнітного поля в Лос-Аламосі, адже для досягнення
його результатів знадобились потужні магнітні поля. Крім того, для експерименту
були необхідні спеціальні мікронні пристрої, виготовлені за допомогою іонно-променевого
фрезерування, яке виконали німецькі спеціалісти. Це дало змогу провести транспортні
вимірювання у сильних магнітних полях.
Надпровідність широко використовують в магнітному резонансному
зніманні (MRI), прискорювачах частинок, пристроях для магнітного утримання плазми
та радіочастотних та мікрохвильових фільтрах.
Зреферував Євген Ланюк, «Збруч»
Джерело: Science Daily
Nature