Если вывести систему из зоны комфорта и наблюдать, как она возвращается обратно, в более стабильное состояние, можно узнать о ней много нового. Международная команда физиков, экспериментируя с оксидом иттрия-бария-меди установила, что, при определенных условиях, если воздействовать на этот материал лазерным импульсом, можно превратить его в сверхпроводник при температуре, гораздо более близкой к комнатной, чем предполагалось.

Оксид иттрия-бария-меди (YCBO) это купрат, один из группы материалов, открытых в 1986 году, который проводит электричество с нулевым сопротивлением при гораздо более высокой температуре, чем это считалось возможным. Как обычные сверхпроводники, открытые свыше 70 лет назад, YBCO переходит из обычного в сверхпроводящее состояние после охлаждения до определенной температуры. В этой точке электроны образуют конденсат, проводящий электричество без усилий. Надежные теории, объясняющие происходящее в нормальных сверхпроводниках, уже разработаны, но пока среди ученых нет единодушия относительно нетрадиционных сверхпроводников вроде YCBO.

Один из методов решения этой проблемы — изучение обычного состояния YCBO. Оно состоит из ряда сложных, взаимосвязанных фаз, у каждой из которых есть потенциал помочь или помешать переходу к сверхпроводимости. В некоторых из этих фаз электроны будто узнают друг друга и действуют сообща, пишет Stanford News.

Однако изучать их при комнатной температуре сложно, поэтому ученые обычно охлаждают YCBO до сверхпроводящего состояния, а затем отключают сверхпроводимость, чтобы понаблюдать за процессом возвращения в обычное состояние. Переключение происходит чаще всего при помощи магнитного поля — так YCBO остается в стабильной конфигурации.

Но сверхпроводимость можно отключить и при помощи лазерного импульса. При этом возникает слегка разбалансированное состояние, в котором могут происходить интересные вещи. В данном случае ученые сравнили два подхода — магнитный и лазерный — в их воздействии на так называемые волны зарядовой плотности, фазу вещества, которая возникает в сверхпроводящих материалах.

Эксперимент показал, что магнитное поле и свет вызывают схожие трехмерные паттерны волн зарядовой плотности. Хотя пока не ясно, как и почему так происходит, но результат показывает, что фундаментальная физика у процессов одинаковая. Можно предположить, что лазер — хороший способ изучения переходных состояний, которые могут быть стабилизированы для практического применения. В том числе, для достижения сверхпроводимости при комнатной температуре.

«Многие думают, что несмотря на пользу такого типа исследований, в практическом плане от них мало пользы, — сказал Ли Юнь Сик из Национальной ускорительной лаборатории SLAC и глава научной группы. — Но теперь мы показали, что фундаментальная физика этого нестабильного состояния очень близка к стабильной. Это открывает огромные возможности, включая возможность приведения других материалов в переходное сверхпроводящее состояние при помощи света».