Учёные обнаружили, что материал с формулой, встречающейся в природе, способен к сверхпроводимости при низких температурах без использования привычных квантовых трюков, что делает его первым «нетрадиционным» сверхпроводником такого рода.
Сверхпроводники полезны тем, что проводят электричество без потерь энергии. Как правило, это происходит благодаря тому, что их электроны делятся на куперовские пары, что позволяет им с относительной лёгкостью проскальзывать сквозь нагромождение атомов.
Нетрадиционные сверхпроводники — это материалы, которые демонстрируют сверхпроводимость, не соответствующую традиционной теории Бардина — Купера — Шриффера или её расширениям.
Куперовские пары в нетрадиционных сверхпроводниках соединяются между собой таким образом, который не был описан в ранних моделях сверхпроводимости, что также означает, что они могут работать и при более высоких температурах.
Проведя серию детальных лабораторных тестов, международная группа исследователей обнаружила, что минерал миассит — уже известный своими сверхпроводящими свойствами — может демонстрировать качества нетрадиционного сверхпроводника.
То, что миассит встречается в природе, а также то, что учёные могут синтезировать его в лаборатории, делает его ещё более редким. Однако стоит отметить, что вряд ли найденные в природе кусочки миассита будут обладать чистотой, необходимой для работы в качестве нетрадиционного сверхпроводника.
«Интуитивно вы думаете, что подобный материал можно получить только в ходе целенаправленных поисков, и он не может существовать в природе, — говорит физик Руслан Прозоров из Университета штата Айова. — Но оказалось, что может».
Для установления нетрадиционной сверхпроводимости миассита были использованы три различных теста, включая тест на лондоновскую глубину проникновения, который измеряет реакцию материала на слабое магнитное поле.
Другой тест включал в себя создание дефектов в материале, которые могут повлиять на температуру, при которой он становится сверхпроводником. Нетрадиционные сверхпроводники гораздо более чувствительны к беспорядку, вызванному этими дефектами, чем обычные сверхпроводящие материалы.
Миассит (Rh17S15) сочетает в себе элемент с высокой температурой плавления (родий) и летучий элемент (сера). «Раскрытие механизмов, лежащих в основе нетрадиционной сверхпроводимости, является ключом к экономически обоснованному применению сверхпроводников», — говорит Прозоров.
