Учёные из Австрийского института науки и технологий (Institute of Science and Technology Austria, ISTA) приблизились к разгадке одного из самых необычных феноменов в современной физике твёрдого тела — аномального поведения уранового сверхпроводника UTe₂, который способен «воскрешать» сверхпроводимость в сверхсильных магнитных полях.
Как правило, внешнее магнитное поле губительно для сверхпроводимости, заставляя материал полностью терять способность к проведению электрического тока без сопротивления. Тем не менее, UTe₂ демонстрирует прямо противоположный характер. При достижении отметки около 10 Тесла сверхпроводящее состояние действительно разрушается, однако при дальнейшем наращивании мощности поля — в диапазоне примерно от 40 до 70 Тесла — материал вновь обретает сверхпроводимость.
Подобный аномальный процесс получил название повторной сверхпроводимости и признан одним из наиболее интригующих загадок современной квантовой физики.
В ходе научной работы исследователи подвергали UTe₂ воздействию экстремальных импульсных магнитных полей. Специально для этих экспериментов физики создали инновационную измерительную методику: ключевые характеристики образца отслеживались через прецизионные механические колебания микроскопического кристалла.
Такой подход дал возможность детально изучить поперечную магнитную восприимчивость — физическую величину, точный замер которой в столь суровых условиях ранее представлял колоссальную сложность.
По заявлениям участников исследовательской группы, именно зафиксированная ими зона высокой поперечной восприимчивости может служить недостающим звеном в разгадке тайны UTe₂. По мнению специалистов, под влиянием сверхмощных магнитных полей этот параметр содействует формированию у электронов уникальных связанных конфигураций, за счет которых и происходит возвращение сверхпроводимости.
Авторы работы акцентируют внимание на том, что полученные выводы имеют фундаментальное значение не только для изучения конкретно UTe₂, но и для анализа широкого спектра иных экзотических соединений, чьи физические свойства до сих пор изучены недостаточно.
Кроме того, исследователи особо подчеркивают универсальность разработанного ими метода, пригодного для экспериментов с микрообъектами, чьи размеры сопоставимы с песчинкой или человеческим волосом. Данное достижение существенно облегчит будущие изыскания в области редких и труднодоступных для изучения материалов.
