Кристаллическая структура медьсодержащих сверхпроводников оказалась неоднородной. Почти 40 лет физики были уверены в обратном. Об этом пишет сайт MiraNews.
Материал складывается из участков, где атомы размещены двумя слегка разными способами. Границы между ними в сотни раз шире, чем предполагалось, и образуют фактически отдельную часть структуры.
Изучали купраты — проводники на медной основе. Ток они пропускают без сопротивления при температуре крайне низкой по обычным меркам, но необычно высокой для самого явления сверхпроводимости. На такие вещества рассчитывают при создании энергосетей будущего, медицинских сканеров, квантовых компьютеров и более мощных магнитов.
Работу вели на химическом факультете Уорикского университета вместе с Европейским центром синхросинхротронного излучения во Франции. Применили сканирующую трёхмерную рентгеновскую дифракцию: по принципу она родственна компьютерной томографии, но восстанавливает расположение атомов. Впервые удалось увидеть объёмную картину глубинных участков образца. Статья вышла в Physical Review Letters.
Помогло обновление центра синхротронного излучения за 150 млн евро. По мнению авторов, метод пригодится не только для сверхпроводников: он позволит разбирать внутреннее строение разных материалов в трёх измерениях с недоступной ранее детализацией.
Скрытая неоднородность, полагают исследователи, свойственна и другим купратам, а также родственным соединениям, которые изучают при экстремальном давлении. Руководитель работы профессор Марк Сенн из Уорикского университета заметил: четыре десятилетия физики держались за представление об однородности таких кристаллов по всей толщине, и на нём строилась почти вся теория. Новые данные это опровергают.
Мозаичное строение кристалла с очень широкими пограничными областями, по словам Сенна, скорее мешает сверхпроводимости, чем просто соседствует с ней. Отсюда и объяснение, почему одни материалы работают лучше других. Часть измерений объёмных образцов придётся переосмыслить, а будущие модели должны учитывать такую сложность.
Публикация появилась 17 сентября 2026 года. Её авторы — Эви Лэдбрук, Джон П. Райт и Марк С. Сенн. О работе рассказал SciTechDaily.