Найдена нарушающая законы физики материя

Изображение: Valles lab / Brown University

Ученые Брауновского университета открыли новое состояние материи, которые образуют куперовские пары — квазичастицы, состоящие из двух взаимодействующих электронов. Они способны заставить сверхпроводники проводить электричество с некоторым сопротивлением, как это делают обычные металлы. Подобное свойство пока не имеет объяснения. Об этом сообщается на сайте Phys.org.

Исследователям было известно, что подобное металлическое состояние должно возникать в тонкопленочных сверхпроводниках при достаточно сильном охлаждении. Однако ученые не знали, участвуют ли в переносе заряда куперовские пары. Эти взаимодействующие электроны обладают свойствами бозонов — частиц, способных занимать одно и то же квантовое состояние (то есть они становятся неотличимыми друг от друга), чего не могут делать фермионы, в том числе одиночные электроны. Бозоны уменьшают сопротивление проводника до нуля, в результате чего возникает сверхпроводимость. Также известно, что куперовские пары могут создавать изолированные «островки» внутри сверхпроводника, которые не способны покинуть.

В ходе эксперимента ученые создали тонкопленочный высокотемпературный сверхпроводник из оксида иттрия, бария и меди (YBCO) с крошечными отверстиями в нем. Когда через материал в несверхпроводящем состоянии пропускали ток и магнитное поле, вокруг отверстий начинали кружиться носители заряда. Частота их вращения соответствовала парам электронов, что не вписывается в существующую квантовомеханическую модель.

По словам исследователей, в будущем это особое состояние материи может быть использована для создания новых типов электронных устройств.