Ученые обнаружили нетрадиционную сверхпроводимость

Исследователи из Национальной лаборатории энергетического департамента США в Аргонне заявили об открытии эффекта нетрадиционной сверхпроводимости в соединении арсенида железа. Ученые сообщили, что основной методикой, позволившей обнаружить данное явление, стала техника неэластичного нейтронного рассеивания.

В опубликованных материалах утверждается, что открытое явление сверхпроводимости в соединении на базе железа и мышьяка не может быть объяснено в рамках традиционной теории сверхпроводников, разработанной в 1957 г. Общепринятая теория предполагает, что в сверхпроводниках электроны образуют так называемые Куперовские пары, способные под действием напряжения перемещаться через кристаллическую решетку без сопротивления, причем ток поддерживается и после снятия приложенного напряжения. В нормальных условиях электроны отталкиваются из-за одноименного заряда, но силы, возникающие из-за колебаний кристаллической решетки в сверхпроводниках, превосходят силу отталкивания – так можно в общих чертах интерпретировать классическую версию.

Однако ученые считают, что в арсениде железа колебания кристаллической решетки недостаточно сильные, чтобы обеспечить «классическую» сверхпроводимость. Это натолкнуло их на предположение, что открытая сверхпроводимость основывается на ином принципе, вероятно, так же, как и в высокотемпературных сверхпроводниках на базе окиси меди. Поскольку исследованные материалы проявляют себя скорее как антиферромагнетики, чем как сверхпроводники, исследователи предполагают, что «клеем», связывающим электроны, могут быть не вибрации атома, а магнитные явления.

Обнаружить нетипичную сверхпроводимость удалось только за счет использования неэластичного нейтронного рассеивания, поскольку применявшиеся ранее с аналогичной целью методы, такие как, например, регистрация фотоэмиссии, не позволяют этого сделать. Ученые считают, что разработанная техника обеспечит возможность открытия также и других семейств материалов с нетипичной сверхпроводимостью, помимо арсенида железа.