Физики пролили свет на загадку сверхпроводимости

Физики MIT полагают, что они обнаружили особое состояние материи, которое связано с феноменом высокотемпературной сверхпроводимости.

Исследователи под руководством Эрика Хадсона (Eric Hudson) занимаются разработкой и исследованием материалов, которые имеют сопротивление близкое к нолю при 30 град. кельвина. У таких материалов может быть бесконечное количество применений, если бы они могли сохранять свои сверхпроводящие свойства при комнатной температуре.
Поэтому группа ученых сконцентрировало свое внимание на изучении состояния вещества при температуре слегка превосходящей ту, при которой материалы проявляют свойство сверхпроводимости. Это состояние, известное как "псевдощель", очень плохо изучено, но физики полагают, что исследование этого состояния очень важно для понимания явления сверхпроводимости.

В последней работе исследователей, опубликованной в Nature Physics, они делают предположение, что псевдощель - это не состояние, предшествующая сверхпроводимости, как предполагает теория, а конкурирующее состояние.

Если это предположение окажется верным, то это в корне изменит представления физиков о явлении сверхпроводимости.

"Если вы хотите объяснить явление сверхпроводимости, и считаете, что псевдощель - предшествующее состояние, вам необходимо изучить оба состояния, а если предполагать, что это конкурирующая стадия, то вам необходимо сконцентрировать внимание только на сверхпроводимости", - говорит Хадсон.

Исследователи изучили несколько образцов соединений висмута, проявлявших сверхпроводимость при высокой температуре. Все образцы имели различную степень легирования (количество атомов кислорода, которые влияет на электрические свойства материала), которая влияет как на свойства сверхпроводимости, так и на свойства псевдощели.

Изучив множество образцов, физики обнаружили сходства с волной плотности заряда.

Делаются предположения, что псевдощель может быть волной плотности заряда. Но это лишь первое серьезное изучение шахматной структуры, которая проявляется на множестве образцов, когда материал подвергается воздействию сканирующей туннельной микроскопии. Выявленная зависимость шахматной структуры от уровня легирования, является существенным доказательством существования волны плотности заряда.

"Если псевдощель, действительно, волна плотностей заряда, это будет очень значительным результатом, так как его ожидали все последнее десятилетие", - говорит Хадсон.