Оказалось, что в невзрачном сером кристалле под названием дивисмутид платины (PtBi₂) электроны ведут себя так, как ученые еще никогда не наблюдали.
Физики обнаружили, что дивисмутид платины является топологическим сверхпроводником с уникальным механизмом спаривания электронов, а его края естественным образом удерживают загадочные фермионы Майораны — потенциальные строительные блоки для квантовых компьютеров будущего.
Еще в 2024 году та же команда из Института твердого тела и материаловедения имени Лейбница в Дрездене и кластера передовых исследований ct.qmat показала, что сверхпроводимость в PtBi₂ возникает только на верхней и нижней поверхностях кристалла, тогда как его внутренняя часть остается обычным металлом. Это своего рода природный «сэндвич»: идеально проводящие поверхности обрамляют нормальную сердцевину. Такое поведение объясняется топологическими свойствами материала — особенностями взаимодействия электронов с упорядоченной атомной структурой, которые чрезвычайно устойчивы и не меняются без внешнего воздействия.
Примечательно, что электроны на верхней поверхности всегда имеют «партнеров» на нижней, независимо от толщины кристалла. Если разрезать его пополам, на новых поверхностях немедленно появятся такие же связанные электроны.
Самым неожиданным открытием стал характер спаривания электронов. Измерения исключительно высокого разрешения показали, что электроны, которые движутся в шести определенных направлениях на поверхности, вообще отказываются образовывать пары. Этот шестилучевой узор отражает симметрию расположения атомов в кристалле. В обычных сверхпроводниках электроны спариваются независимо от направления движения. Некоторые нестандартные материалы, например знаменитые купраты, демонстрируют четырехкратную симметрию спаривания. Но шестикратная симметрия обнаружена впервые.
Источник: hi-tech.mail.ru