Ученые обнаружили в природном графите четыре нетрадиционных сверхпроводящих состояния. Объясняем, как обычный карандашный грифель может стать основой для управляемых квантовых систем.
Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружили, что обычный грифель карандаша скрывает в себе удивительные квантовые свойства. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, команда физиков доказала, что определенная микроскопическая структура природного графита может поддерживать сразу несколько нетрадиционных сверхпроводящих состояний.
Сверхпроводимость — это состояние, при котором электроны объединяются в пары и движутся по материалу без какого-либо сопротивления. Хотя науке известны тысячи сверхпроводников, лишь немногие из них способны проявлять эту способность в нескольких формах одновременно.
Ученые сфокусировались на ромбоэдрическом графене — естественной структуре внутри графита, состоящей из четырех или пяти слоев атомов углерода, смещенных друг относительно друга подобно ступеням лестницы. Используя метод отслоения образцов с помощью скотча, они выделили эти структуры для экспериментов.
В ходе опытов исследователи не только добавляли электроны к материалу, но и впервые начали их удалять, постепенно снижая плотность заряда. При этом они воздействовали на образцы сильным магнитным полем.
Эксперименты привели к поразительным результатам, опровергнув устоявшиеся представления о физике материалов. Во-первых, ученые зафиксировали целых четыре сверхпроводящих состояния. Во-вторых, эти состояния не только выдерживали воздействие мощнейшего магнита (9 Тесла), но и усиливались под его влиянием. Когда поле было направлено перпендикулярно материалу, температура перехода выросла почти вдвое — со скромных 55 до внушительных 90 милликельвинов.
Источник: hi-tech.mail.ru