Фізики довели існування квазічастинки, яку науковці передбачили понад 60 років тому

Вчені з Університету Іллінойсу в Урбана-Шампейн підтвердили існування масивно теоретизованої частинки, яку понад шістдесят років тому передбачив фізик Девід Пайнс. Йдеться про так званого «демона» — електрично нейтральний квазічастинку, яку неможливо виявити звичайними методами. Відкриття може стати ключем до розуміння високотемпературної надпровідності й радикально змінити підходи до передачі та використання енергії.

Пайнс ще у 1956 році висунув ідею мас­less плазмона — хвилі в електронній хмарі матеріалу, яка могла б пояснити явища надпровідності, що не вкладаються у класичну теорію BCS. Саме ця теорія добре описує низькотемпературні надпровідники, але не пояснює, чому деякі матеріали зберігають надпровідні властивості при значно вищих температурах.

Команда в Іллінойсі досліджувала метал стронцій рутенат, який має схожі риси з високотемпературними надпровідниками. Під час експериментів вони зафіксували квазічастинку, що не відповідала жодним відомим моделям. Після ретельних перевірок та мікроскопічних розрахунків учені дійшли висновку: це саме «демон», описаний Пайнсом.

За словами дослідників, частинка утворюється завдяки коливанням двох електронних зон у протифазі, що відповідає передбаченням теорії. Це відкриття відкриває новий напрям у пошуку механізмів надпровідності при вищих температурах, потенційно навіть кімнатних.

Науковці наголошують: розуміння поведінки «демона» може стати проривом у створенні матеріалів, які не потребують дорогого охолодження, а отже — наблизити практичне використання надпровідників у енергетиці, транспорті та комунікаціях.