Физики из MIT и их коллеги продемонстрировали экзотическую форму сверхпроводимости в новом материале, который был синтезирован год назад. Хотя она была предсказана 60 лет назад, до сих пор этот вид сверхпроводимости не получалось стабилизировать. Вдобавок исследователи обнаружили, что тот же материал в потенциале может, после определенных изменений, проявлять и другую, не менее экзотическую форму сверхпроводимости.

Классическая физика может объяснить множество феноменов нашего мира до тех пор, пока масштаб происходящего не станет слишком маленьким. Субатомные частицы вроде электронов и кварков ведут себя иначе, а как именно — до сих пор до конца не понятно, рассказывает MIT News.

Специалисты по квантовой механике открыли новый материал, который проявляет экзотические квантовые свойства на макроскопическом уровне. В данном случае этот материал — сверхпроводник. Его можно сравнить с тортом, один слой которого — тончайшая пленка сверхпроводящего материала, а второй — разделяющая прокладка, защищающая его. Расположив несколько пар таких слоев один поверх другого, ученые получили макроскопический кристалл, который человек может взять в руку. При этом он ведет себя как двухмерный сверхпроводник.

Исследовав находку, ученые обратили внимание на то, что это сверхпроводник особого типа — конечного импульса (finite momentum) — который был предсказан в 1960-х. Его отличие в том, что под действием магнитных полей он образует правильные паттерны регионов с многочисленными куперовскими парами. Управляя ими, можно создавать различные разновидности сверхпроводимости внутри одного и того же материала.

Но это еще не все: физики выяснили, что их материал обладает также ингредиентами другого экзотического типа сверхпроводимости. Топологическая сверхпроводимость вызывает движение заряда вдоль краев или границ. В данном случае заряд может двигаться вдоль краев каждой зоны внутреннего паттерна сверхпроводимости.

Пока ученые пытаются ответить на вопрос, действительно ли этот материал способен к топологической сверхпроводимости и, если это так, то можно ли совместить два типа и что это даст.