Высокотемпературные сверхпроводники оказались еще более непонятными

Гигантский магнит, который использовали при исследовании высокотемпературных сверхпроводников. National High Magnetic Field Labo Гигантский магнит, который использовали при исследовании высокотемпературных сверхпроводников. National High Magnetic Field Labo

Необычные соединения меди под общим названием купраты, которые известны в первую очередь как высокотемпературные сверхпроводники, проявляют исключительные свойства и при обычных условиях. Ученые уже выяснили, что вдали от перехода в сверхпроводящее состояние эти вещества не похожи на другие металлы тем, как их сопротивление зависит от температуры. Оказалось, что они также уникальным образом взаимодействуют с магнитным полем. Результаты исследования изложены в журнале Science.

Сверхпроводимость — это макроскопическое квантовое явление, благодаря которому электрическое сопротивление некоторых веществ резко падает до нуля при охлаждении до определенной температуры. Исторически первыми открытыми сверхпроводниками были чистые металлы — ртуть (подробнее об этом можно прочитать в заметке о нобелевском лауреате 1913 года Хейке Камерлинг-Оннесе), свинец и олово. Температуры их переходов очень низки и отличаются от абсолютного нуля лишь на несколько кельвинов. В конце XX века был открыт новый класс сверхпроводников — купраты, которые теряли сопротивление при десятках кельвинов, а рекордсмены — даже при 130 (около —140 °C). Они сразу привлекли большое внимание физиков, но полноценной теории, которая объяснила бы этот эффект в купратах, не существует до сих пор. Дело в том, что к ним неприменима теория Бардина—Купера—Шриффера, которая описывает сверхпроводимость в простых случаях.

Вне сверхпроводящего состояния купраты похожи на металлы, но и отличаются от них. Для обычных металлов при низких температурах (но выше показателя, после которого происходит переход в сверхпроводящее состояние) характерна квадратичная зависимость сопротивления от температуры. В то же время сопротивление купратов меняется линейно вплоть до перехода. В новой работе ученые описывают еще одно отличающееся от металлов свойство купратов — взаимодействие с магнитным полем. Для металлов теория также предсказывает квадратичную зависимость сопротивления от внешнего магнитного поля, а купраты опять изменяют свои свойства линейно.

Авторы работы проводили эксперименты с тонкими пленками купрата лантана, допированного стронцием. Линейная зависимость была подтверждена на диапазоне магнитных полей вплоть до 80 тесла.

«Линейную зависимость от температуры в обобщении описания обычных металлов на случай более сложных систем можно интерпретировать по-разному, — говорит руководитель коллектива Аркадий Шехтер из Университета штата Флорида (США). — С другой стороны то, что эта необычная зависимость точно установлено, оставляет меньше места для спекуляций. Насколько мне известно, теоретики до сих пор озадачены этим».

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.6 (9 votes)
Источник(и):

indicator.ru