Физики нашли ключ к связи псевдощели и сверхпроводимости в купратах
Способ напрямую наблюдать электронные пары в медных сверхпроводниках предложила группа физиков из Университета Людвига и Максимилиана в Мюнхене и Утрехтского университета. Руководили работой Милан Аллан и Ингмар Сварт; результаты опубликованы в Science, о них рассказала Ars Technica. Об этом сообщает сайт Science XXI.
Купраты — медные соединения — становятся сверхпроводящими при более высоких температурах, чем большинство таких материалов. Большая часть сверхпроводников работает лишь вблизи абсолютного нуля. Для охлаждения купратов хватает недорогого жидкого азота. Обнаружили их в конце 1980-х, однако общепринятого объяснения не было почти 40 лет.
В центре загадки — псевдощель. В определённом диапазоне энергий приборы фиксируют меньше электронов, чем ожидается. Такой эффект появляется ещё до перехода материала в сверхпроводящее состояние. Учёные выясняют, куда исчезают частицы и как эта нехватка связана с высокотемпературной сверхпроводимостью.
Есть две основные версии. По первой, электроны объединяются в устойчивые структуры, например в волны плотности заряда, а сверхпроводимость возникает независимо. По второй, дефицит электронов объясняется куперовскими парами. Они переносят ток и могут появляться раньше, чем электроны начинают двигаться согласованно.
Проверять гипотезы было трудно: эксперименты давали косвенные признаки, допускавшие разные трактовки. Прямо увидеть электронные пары не получалось. Группа Аллана разработала метод, позволяющий исследовать их непосредственно. Измеряют при этом слабые колебания тока, которые возникают в купрате.
