Физики из Национального института научных исследований (INRS) в Канаде получили новые данные о том, как в купратах - семействе медьсодержащих соединений, открытых в 1986 году, - соотносятся два квантовых состояния: сверхпроводимость и псевдощель. Работа опубликована в журнале Nature Physics.

Сверхпроводимость - это способность материала проводить электрический ток без потерь энергии. В купратах она возникает при относительно высоких температурах, что делает их перспективными для более эффективных электросетей, медицинской техники и квантовых компьютеров. Однако механизм перехода в сверхпроводящее состояние до сих пор неясен.

Ключевая проблема - псевдощель, особое квантовое состояние, роль которого остается предметом споров. Одни ученые предполагали, что она помогает сверхпроводимости возникать, другие считали ее конкурирующим явлением. Команда под руководством профессора Фабио Боскини решила проверить это напрямую.

Для эксперимента исследователи использовали импульс света, чтобы временно подавить сверхпроводимость, а затем наблюдали за откликом материала в реальном времени. Установка на основе спектроскопии с временным и угловым разрешением (TR-ARPES) позволила впервые увидеть светоиндуцированную переходную псевдощель и получить доступ к электронным состояниям, скрытым от обычных методов.

Оказалось, что при подавлении сверхпроводимости на ее месте появляется псевдощель, а когда сверхпроводимость возвращается, псевдощель исчезает. Это указывает на конкуренцию, а не на сотрудничество двух состояний, и ставит под сомнение гипотезу о том, что псевдощель служит предшественником сверхпроводимости.

Исследование носит фундаментальный характер. Авторы подчеркивают, что оно важно для понимания поведения купратов и в перспективе может способствовать созданию сверхпроводников нового поколения и более энергоэффективных технологий. В работе также участвовали международные партнеры, включая Центр вычислительной квантовой физики Института Флэтайрон в Нью-Йорке.

Источник: Phys.org