Відкрито новий тип надпровідників

Група вчених з Корнельського університету в США несподівано для себе відкрила новий тип надпровідника. Серія експериментів повинна була підтвердити властивості так званого p-хвильового надпровідного матеріалу рутената стронцію, перспективного для квантових обчислень. На практиці з’ясувалося, що рутенат стронцію зовсім не p-хвильової, а щось інше, чого дослідники дали нове позначення — g-хвильової.

Рутенат стронцію (Sr2RuO4) був запропонований на роль кандидата для міфічного p-хвильового надпровідників близько 20 років тому. Пояснимо, до цього (і зараз) вчені чітко розділяли надпровідні матеріали на два типи: s-хвильові і d-хвильові. Надпровідники p-хвильового класу відносяться до теоретично можливим, але поки що не має чіткого практичного підтвердження. Поставлений вченими з Корнельського університету експеримент показав, що з рутенатом стронцію дослідники потрапили пальцем в небо. І хоча цей матеріал не відноситься до p-хвильовим надпровідників, вдалося відкрити існування g-хвильових надпровідників.

Традиційно для дослідження кристалічних решіток матеріалів використовується ядерний магнітний резонанс (ЯМР). Раніше рутенат стронцію всебічно вивчався за допомогою ЯМР, але при цьому демонстрував властивості, які неможливо було пояснити з позицій приналежності його до p-хвильовому класу. У новому експерименті вчені спробували вивчити будову кристалічної решітки рутената стронцію за допомогою резонансної ультразвукової спектроскопії при дуже низькій температурі охолодження цього матеріалу — до 1,4 Кельвіна (-271,66° C).

Досліди показали дивне — кристалічна решітка матеріалу була різною для різних довжин резонансних хвиль. Пояснити це можна тільки тим, що взаємодія електронів в цьому матеріалі настільки складне і заплутане, що його не можна уявити в рамках відомих s-, d- і p-хвильових теорій. Тому вчені запропонували віднести рутенат стронцію до нового і не обговорюваного до цього класу g-хвильових надпровідників.

Але головне, що це відкриття дає підстави щільніше зайнятися p-хвильовими сверхпроводниками. Сьогодні поки що незрозуміло що таке g-хвильові надпровідники і з чим їх їдять, від p-хвильових очікують багато конкретного, пов’язаного зі сверхпроводниковая квантовими комп’ютерами. А запропонований для їх вивчення метод і установка резонансної ультразвукової спектроскопії дозволяє по-новому поглянути на p-хвильові надпровідні матеріали.