Американські науковці відкрили новий інноваційний матеріал, що порушує закони квантової фізики

Вчені вперше пояснили незвичну форму надпровідності, яка виникає лише під дією надсильних магнітних полів. Йдеться про уран дителурид (UTe₂) — матеріал, що демонструє так звану «Лазареву фазу», коли надпровідність зникає, а потім несподівано відновлюється у високих полях. Результати дослідження опубліковані в журналі Sci­ence.

Зазвичай магнітні поля руйнують надпровідність, але UTe₂ порушує ці правила. Якщо при 10 теслах ефект зникає, то при понад 40 теслах він знову виникає. Це явище залежить від орієнтації поля відносно кристалічної структури, утворюючи своєрідний «гало» навколо осі кристала.

Команда, до якої увійшов професор Андрій Невідомський з Університету Райса, змогла картографувати цей ефект. Вимірювання показали тривимірну тороїдальну (бубликоподібну) форму надпровідності, що стало несподіваним відкриттям для фізиків.

Для пояснення явища створили теоретичну модель, яка враховує кутову залежність та показує, що електронні пари (так звані куперівські пари) мають власний момент імпульсу. Саме взаємодія магнітного поля з цим моментом і породжує «гало» надпровідності.

Дослідження відкриває нові перспективи для розуміння взаємодії магнетизму та надпровідності в матеріалах зі складною кристалічною структурою. Науковці сподіваються, що ці результати допоможуть у створенні нових квантових технологій та дадуть поштовх до пошуку матеріалів із нестандартними властивостями.