Nadprzewodnik I typu po raz pierwszy złamał symetrię czasu

Edytowane przez: Svitlana Velhush

W laboratorium indyjskiego instytutu IISER Bhopal naukowcy zsyntetyzowali kryształy iterbu diantymonku YbSb₂ i odkryli nieoczekiwane zachowanie: materiał przeszedł w stan nadprzewodzący w temperaturze około minus 272 stopni Celsjusza, a jednocześnie samoistnie wytworzył drobne wewnętrzne pola magnetyczne.

Zwykłe nadprzewodniki dzieli się na dwie klasy ze względu na reakcję na pole magnetyczne. Typ I gwałtownie traci nadprzewodnictwo przy określonym progu, a typ II dopuszcza przenikanie wirów magnetycznych. Dotychczas łamanie symetrii odwrócenia czasu — gdy prawa fizyki wyglądają inaczej przy odwróceniu biegu czasu — uważano za cechę wyłącznie nietradycyjnych nadprzewodników typu II.

W eksperymencie z mionową spektroskopią spinową bez zewnętrznego pola przyrządy zarejestrowały samoistne pojawienie się pól magnetycznych dokładnie w momencie przejścia w stan nadprzewodzący. To bezpośredni dowód łamania symetrii czasu, ponieważ pole magnetyczne zmienia kierunek przy odwróceniu czasu.

Dodatkowe pomiary ciepła właściwego i oporu potwierdziły, że YbSb₂ pozostaje klasycznym nadprzewodnikiem typu I z całkowicie zabronioną przerwą energetyczną. Elektrony tworzą w nim nietradycyjne trypletowe pary Coopera, których spiny nie kompensują się wzajemnie i wytwarzają własny moment magnetyczny.

Obliczenia teoretyczne wykazały, że materiał należy do metali topologicznych i może utrzymywać na powierzchni bezprzerwowe mody Majorany — kwazicząstki, które są własnymi antycząstkami. Takie stany są odporne na zewnętrzne zakłócenia i perspektywiczne dla obliczeń kwantowych.

Odkrycie pokazuje, że niezwykłe właściwości kwantowe mogą kryć się nawet w „prostych” nadprzewodnikach typu I, poszerzając krąg materiałów dla przyszłych technologii.

23 Wyświetlenia

Źródła

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

Komentarze

Czytaj więcej artykułów na ten temat:

Czy materia istnieje?-2

Czy materia istnieje?

HKUST Researchers Redraw the Boundary between Phases of Matter A research team led by Prof. Haruki WATANABE, Professor in the Department of Physics and the Jockey Club Institute for Advanced Study (IAS) at HKUST, in collaboration with Prof. Yukitoshi MOTOME and graduate student

Image
Reply
Czy znalazłeś błąd lub niedokładność?Rozważymy Twoje uwagi tak szybko, jak to możliwe.