Pixelwg, Jörg Bandmann/ct.qmat
Физики впервые показали, что электроны в сверхпроводящих материалах могут объединяться в структуры по 4 частицы, а не просто в пары. Этот новый тип сверхпроводимости может повысить эффективность квантовых устройств
Сверхпроводимость обуславливается тем, что электроны при достаточно низких температурах начинают объединяться в так называемые куперовские пары. В составе таких структур электронам нужно больше энергии, чтобы взаимодействовать с другими частицами. В результате они двигаются внутри материала, не теряя энергии на взаимодействие, обуславливая тем самым явление сверхпроводимости.
Но в новом исследовании ученые из Дрезденского и Вюрцбургского университетов в Германии сделали увлекательное открытие. Они обнаружили, что куперовские пары сами соединяются, образуя группу из четырех электронов. Когда физики заметили это явление первый раз, они сначала приняли его за ошибку измерения. Но более точные наблюдения показали, что заряженные частицы действительно формируют квадруплеты.
Открытие было сделано в сверхпроводящем интерметаллиде, состоящем из бария, калия, железа и мышьяка. Такое явление было теоретически предсказано около десяти лет назад, но до сих пор не было получено никаких экспериментальных доказательств того, что оно реально существует. После обнаружения квадруплетов на практике исследователи потратили два года на подтверждение находки, используя семь различных методов.
По словам ученых, эти группы из 4 электронов могут открыть новую сферу изучения сверхпроводимости и могут помочь создать новые сверхпроводящие устройства, в частности, квантовые процессоры. Но до этого еще предстоит проделать большую работу, чтобы понять механизм явления, в каких материалах оно встречается и как им можно управлять.
Статья ученых опубликована в журнале Nature Physics.
