Сверхпроводник, который «возвращается к жизни», наконец-то изучили
Учёные из Австрийского института науки и технологий (Institute of Science and Technology Austria, ISTA) приблизились к объяснению одного из самых необычных эффектов в современной физике материалов — поведения сверхпроводника UTe2 на основе урана, который способен «возвращать» сверхпроводимость в экстремально сильных магнитных полях.
Обычно магнитное поле разрушает сверхпроводимость: материал перестаёт проводить электрический ток без сопротивления. Однако UTe2 ведёт себя иначе. При магнитном поле около 10 Тесла сверхпроводимость действительно исчезает, но затем при ещё более сильном воздействии — примерно от 40 до 70 Тесла — материал неожиданно снова переходит в сверхпроводящее состояние.
Такой эффект называется повторной сверхпроводимостью и считается одним из самых загадочных явлений в физике квантовых материалов.
Команда исследователей изучала UTe2 в условиях экстремально мощных импульсных магнитных полей. Для экспериментов учёные разработали новый метод измерений: свойства материала анализировались через контролируемые механические колебания сверхмалого образца.
Это позволило исследовать так называемую поперечную магнитную восприимчивость — параметр, который раньше было крайне сложно измерять в подобных условиях.
По словам авторов работы, именно обнаруженная область сильной поперечной восприимчивости может быть ключом к объяснению необычного поведения UTe2. Исследователи предполагают, что в сверхсильных магнитных полях она помогает электронам образовывать особые связанные состояния, благодаря которым сверхпроводимость возникает повторно.
Учёные подчёркивают, что результаты важны не только для понимания самого UTe2, но и для исследований других экзотических материалов, свойства которых пока остаются плохо изученными.
Отдельно авторы отмечают, что их метод подходит даже для работы с микроскопическими образцами — размером меньше крупинки соли и толщиной примерно с человеческий волос. Это может упростить дальнейшие эксперименты с редкими и сложными материалами.
