Доказано влияние спиновых флуктуаций на сверхпроводимость

Доказано влияние спиновых флуктуаций на сверхпроводимость

Международная группа исследователей, в которую вошел профессор МГУ, доказала решающую роль спиновых флуктуаций в формировании сверхпроводимости. Статью о своей работе ученые опубликовали в последнем номере журнала Nature Materials. Коротко об исследовании сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру».

В 1957-м году американские физики объяснили свойство некоторых материалов полностью терять электросопротивление при низких температурах. В созданной ими теории свободные электроны, взаимодействуя с кристаллической решеткой, начинали притягиваться друг к другу и связываться в так называемые куперовские пары, способные к движению по кристаллу без рассеяния, а тем самым, и без потерь энергии. Агентом притяжения здесь были фононы (квазичастицы, представляющие собой волновые колебания решетки, распространяющиеся наподобие реальных частиц), которыми электроны при этом обменивались.

В дальнейшем ученые стали находить и предсказывать другие механизмы образования куперовских пар — магнонные, экситонные и так далее. Авторы нового исследования решили экспериментально проверить гипотезу, по которой все начинается с так называемых спиновых флуктуаций – дрожания спинов электронной подсистемы. Такие возбуждения искажают решетку, что заставляет спины дрожать еще более согласованно, выстраиваясь в цепочки (страйпы) вдоль какого-то из направлений в кристалле. Это, в свою очередь, вызывает нематичность, которую следует понимать как самоорганизованное электронное состояние, нарушающее вращательную симметрию решетки. И в этом повсеместном дрожании спинов, решетки и распределения электронов в пространстве рождаются куперовские пары, способные мчаться сквозь кристаллическую решетку.

В качестве исследуемого материала был выбран селенид железа — самое простое, всего лишь двухкомпонентное, сверхпроводящее соединение, с очень простой кристаллической структурой, все изменения в которой легко интерпретировать. Выращиванием монокристаллов селенида железа занимались российские участники эксперимента. Сами эксперименты проводились в Окриджской Национальной лаборатории, США, а также во Франции, в Лаборатории Леона Бриллюэна и в Институте Лауэ-Ланжевена, где монокристаллы исследовались методами упругого и неупругого рассеяния нейтронов.

Результаты этих экспериментов подтвердили верность ранее высказанной гипотезы о ключевой роли спиновых флуктуаций в формировании сверхпроводящего состояния в селениде железа.

Lenta.ru

Похожие новости:
В МГУ впервые в мире измерили щели «невозможных» сверхпроводников
Физики МГУ оценили возникновение сверхпроводящего состояния в железосодержащих сверхпроводниках с двумя энергетическими щелями. Результаты исследования они представили в журнале Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, а коротко о нем сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру».Ученых интересовало измерение характеристик двух энергетических щелей ..
2016-04-03 1607 0 Научные открытия
0
Физики рекордно сжали свет
Физики из Института гравитационной физики (Университет Лейбница) добились рекордного сжатия квантового состояния света. Ученые добились уменьшения флуктуаций амплитуды в 32 раза по сравнению со значениями флуктуаций в традиционных измерениях. Это в полтора раза улучшает предыдущий рекорд. Подобные сжатые ..
2016-09-08 2027 0 Научные открытия
0
Физики застали сверхпроводники за игрой в «Дженга»
Ученым Великобритании, США, Иордании и Канады удалось, по их словам, добиться существенного прогресса в понимании механизма возникновения высокотемпературной сверхпроводимости. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Nature, кратко с ним можно ознакомиться на сайте Кембриджского университета. В своей работе ученые ..
2014-06-18 1781 0 Научные открытия
0
Ученые начали изучать голографическую Вселенную
Ученые из Фермилаб в США в рамках проекта Holometer, рассчитанного на поиск голографических флуктуаций пространства, начали собирать первые данные, сообщается на сайте лаборатории. Исследование специалистов позволит проверить ряд концепций об устройстве Вселенной. Современные физические теории предсказывают существование дополнительных измерений. ..
2014-08-27 1675 0 Научные открытия
0
Физики из ФИАН получили новый сверхпроводник
Российские физики из Физического института им. П.Н. Лебедева Академии наук (ФИАН) получили новый сверхпроводящий материал. Синтезированные учеными кристаллы на основе железа и мышьяка с небольшим добавлением кобальта могут выдерживать ток до миллиона ампер на квадратный сантиметр. Это свойство в сочетании ..
2013-07-29 2067 0 Научные открытия
0
Немцы разработали сверхпроводник, работающий при –70°С
Сверхпроводимость впервые была замечена в металлах, охлажденных до температуры, близкой к абсолютному нулю. Далее стараниями учёных, перебиравших почти все подряд элементы таблицы Менделеева, были найдены такие сверхпроводники, которые работали в жидком азоте (это всё ещё слишком низкая ..
2015-08-24 5599 0 Научные открытия
3
Найден довод против неизменности скорости света
Ученые нашли способ проверить гипотезу, что скорость света в ранней Вселенной могла быть выше, чем сейчас. Ее предложил португальский физик и космолог Жуан Магейжу. Об этом сообщает издание Phys.org. Статья исследователя опубликована в журнале Physical Review D в пятницу, ..
2016-11-28 3413 0 Научные открытия
0
Провожая год столетия сверхпроводимости
Уходящий 2011 год назван годом сверхпроводимости. Теоретики призывают делать упор на экспериментальное изучение новых сверхпроводников. Сто лет назад, в 1911 году Камерлинг-Оннес обнаружил, что при понижении температуры ниже некоторой критической электрическое сопротивление ртути обратилось в ноль. Далее было ..
2012-01-3 1695 0 Научные открытия
0
Физики разрешили парадокс Хокинга о потере информации в черных дырах
Физики из США в своей работе показали, что черная дыра не теряет информацию вследствие испарения объекта из-за эффекта Хокинга-Грибова. Результаты своих исследований ученые опубликовали в журнале препринтов ArXiv, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте fromquarkstoquasars.com. Американские физики учли ..
2015-04-08 4759 0 Научные открытия
5
Графит заподозрили в сверхпроводимости при комнатной температуре
Физики обнаружили, что обработанный водой порошковый графит при комнатной температуре обладает некоторыми свойствами, характерными для сверхпроводников. Работа ученых опубликованав журнале Applied Materials(препринт), а ее краткое содержание приводит блог издания Technology Review. Необычные электрические свойства у графита удалось ..
2012-09-13 2555 0 Научные открытия
0
Физики получили фазу-предшественник металлического водорода
Физики из Университета Эдинбурга получили новую фазу сверхвысокого давления для водорода — «фазу-V». По словам ученых, в ней наблюдается ослабление связи водород-водород и, возможно, она является переходным состоянием к фазе металлического водорода. Наблюдается переход при давлении 3,25 миллиона атмосфер — такие ..
2016-01-10 1464 0 Научные открытия
1
В физику вернули черные дыры
Шведский физик Сабин Хоссенфелдер предложила разрешение парадокса стены огня, которое, в отличие от недавно предложенного Стивеном Хокингом, не требует радикального пересмотра существующих концепций в астрофизике. В частности, позволяет оставить черным дырам горизонт событий. Препринт ее статьи ..
2014-02-04 1965 1 Научные открытия
2
Физик имитировал излучение от черной дыры
Ученые подошли вплотную к созданию в лабораторных условиях излучения от черных дыр. Так, Джеффу Штайнхауэру (Jeff Steinhauer) из Израиля с помощью лазера удалось создать квантовый аналог черной дыры и наблюдать излучение, свойства которого во многом схожи с радиацией ..
2014-10-15 1909 0 Научные открытия
0
Состояние сверхпроводимости достигнуто при комнатной температуре
Открытие сверхпроводимости в 1911 году породило массу надежд на революцию в энергетике, большинство из которых постепенно рассеялось, поскольку необходимость использования сверхнизких температур — крайне неудобное и невыгодное условие. Конечно, со временем появились так называемые «высокотемпературные» сверхпроводники, но высокотемпературными ..
2014-12-11 3484 0 Научные открытия
2
Российские физики «научили» сверхпроводники управлять магнитным полем
Сверхпроводимость, которая почти несовместима с магнитным полем, может при определенных условиях способствовать его распространению, выяснили российские ученые. Устройства на базе этого эффекта могут приблизить эпоху компьютеров будущего — спинтронных вычислительных машин. Результаты исследования опубликованы в журнале ..
2015-10-05 1646 0 Научные открытия
0