В лаборатории индийского института IISER Bhopal учёные синтезировали кристаллы иттербия диантимонида YbSb₂ и обнаружили неожиданное поведение: материал перешёл в сверхпроводящее состояние при температуре около минус 272 градусов Цельсия и при этом самопроизвольно породил крошечные внутренние магнитные поля.
Обычные сверхпроводники делят на два класса по реакции на магнитное поле. Тип I резко теряет сверхпроводимость при определённом пороге, а тип II допускает проникновение магнитных вихрей. До сих пор нарушение симметрии обращения времени — когда законы физики выглядят иначе при обращении времени вспять — считалось признаком только нетрадиционных сверхпроводников типа II.
В эксперименте с мюонной спиновой спектроскопией без внешнего поля приборы зафиксировали спонтанное появление магнитных полей ровно в момент перехода в сверхпроводящее состояние. Это прямое свидетельство нарушения симметрии времени, потому что магнитное поле меняет направление при обращении времени.
Дополнительные измерения теплоёмкости и сопротивления подтвердили, что YbSb₂ остаётся классическим сверхпроводником типа I с полностью запрещённой зоной. Электроны в нём образуют нетрадиционные триплетные пары Купера, чьи спины не компенсируют друг друга и создают собственный магнитный момент.
Теоретические расчёты показали, что материал относится к топологическим металлам и может поддерживать на поверхности беззазорные моды Майораны — квазичастицы, которые являются собственными античастицами. Такие состояния устойчивы к внешним помехам и перспективны для квантовых вычислений.
Открытие показывает, что необычные квантовые свойства могут скрываться даже в «простых» сверхпроводниках типа I, расширяя круг материалов для будущих технологий.
