מוליך-על מסוג I הפר לראשונה את סימטריית הזמן

נערך על ידי: Svitlana Velhush

במעבדה של המכון ההודי IISER Bhopal סינתזו מדענים גבישים של איטרביום דיאנטימוניד YbSb₂ וגילו התנהגות בלתי צפויה: החומר עבר למצב מוליך-על בטמפרטורה של כ-מינוס 272 מעלות צלזיוס, ובמקביל יצר באופן ספונטני שדות מגנטיים פנימיים זעירים.

מוליכי-על רגילים מחולקים לשני סוגים לפי תגובתם לשדה מגנטי. סוג I מאבד בחדות את מוליכות-העל בסף מסוים, ואילו סוג II מתיר חדירה של מערבולות מגנטיות. עד כה נחשבה הפרת סימטריית היפוך הזמן — כאשר חוקי הפיזיקה נראים אחרת כאשר הזמן מתהפך — לסימן המאפיין רק מוליכי-על לא-שגרתיים מסוג II.

בניסוי בספקטרוסקופיית ספין של מיואונים, ללא שדה חיצוני, קלטו המכשירים הופעה ספונטנית של שדות מגנטיים בדיוק ברגע המעבר למצב מוליך-על. זוהי עדות ישירה להפרת סימטריית הזמן, משום ששדה מגנטי משנה כיוון כאשר הזמן מתהפך.

מדידות נוספות של קיבול חום והתנגדות אישרו כי YbSb₂ נותר מוליך-על קלאסי מסוג I עם פער אסור לחלוטין. האלקטרונים בו יוצרים זוגות קופר טריפלטיים לא-שגרתיים, שספיניהם אינם מפצים זה את זה ויוצרים מומנט מגנטי עצמי.

חישובים תיאורטיים הראו כי החומר שייך למתכות טופולוגיות ויכול לקיים על פני השטח מודי מאיורנה ללא פער — חלקיקים מעין-חלקיקיים שהם האנטי-חלקיקים של עצמם. מצבים כאלה עמידים בפני הפרעות חיצוניות ומבטיחים לחישוב קוונטי.

הגילוי מראה שתכונות קוונטיות בלתי שגרתיות יכולות להסתתר אפילו במוליכי-על "פשוטים" מסוג I, ובכך מרחיב את מגוון החומרים לטכנולוגיות עתידיות.

15 צפיות

מקורות

  • Physicists Find a Superconductor That 'Breaks' The Symmetry of Time – A First For Its Kind

תגובות

קראו כתבות נוספות בנושא זה:

מצאתם טעות או אי-דיוק?הערותיכם ייבחנו בהקדם האפשרי.