Обнаружена загадочная форма вещества
|
Физики Университета штата Мэриленд обнаружили экзотический сверхпроводник YPtBi, внутри которого электроны, взаимодействуя друг с другом, образуют квазичастицы с высоким спином. Об этом сообщается в журнале Science Advances. Ученые проанализировали электронную структуру материала, изготовленного из иттрия, платины и висмута (YPtBi), в котором электрическое сопротивление исчезает при температуре 0,8 кельвина. |
Однако этот проводник не удовлетворяет одному из критериев сверхпроводимости, согласно которому плотность переносчиков заряда должна быть высокой, чтобы могли образоваться бозоны. Таким образом, свойства YPtBi невозможно описать с позиции доминирующей теории сверхпроводников. |
Материал подвергли воздействию магнитных полей, особенности проникновения которых в кристалл обусловлены природой спаривания электронов внутри. При этом YPtBi нагревали и следили за изменениям в магнитных полях внутри сверхпроводника. Оказалось, что глубина проникновения линейно возрастала с ростом температуры, хотя в обычных сверхпроводниках эта зависимость имеет экспоненциальный характер. |
Согласно выводу ученых, такая картина объясняется тем, что целый спин системы равен трем. В этом случае электроны, которые образуют пары, имеют высокий спин 3/2, который возникает из-за изменения зонной структуры в кристалле YPtBi. Это изменение, в свою очередь, происходит благодаря взаимодействию электронов, движущихся по орбите вокруг ядра атома, со своим собственным спином. Однако пока неизвестно, что за механизм отвечает за спаривание высокоспиновых электронов. |
Сверхпроводимостью называют свойство проводника, при котором электроны движутся в материале, не испытывая электрического сопротивления. Обычно оно достигается при сверхнизких температурах, когда электроны (обладающие полуцелым спином 1/2) взаимодействуют друг с другом, образуя так называемые куперовские пары. Последние могут рассматриваться как частицы с целым спином (0 или 1), которые подчиняются статистике Бозе-Эйнштейна и называются бозонами. Поскольку все бозоны могут достигать самого низкого энергетического уровня, куперовские пары не взаимодействуют с атомами проводника. |
Источник |
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|