С упорядочиванием зарядов в шахматы не сыграть

Физики установили форму странного явления, которое интерферирует с высокотемпературной сверхпроводимостью и называется упорядочивание зарядов.

Ученые выяснили, что на самом деле оно полосатое, а не в клеточку, как шахматная доска, чем и урегулировали давние споры.

Упорядочивание зарядов формирует нестабильность в некоторых металлах при температуре выше -100 градусов по Цельсию, что приводит к реорганизации некоторых электронов в новые периодические статические образцы, конкурирующие со сверхпроводимостью. Однако ученые задались вопросом, может ли это сыграть важную роль в продвижении электронов в плотные пары, что позволит им перемещаться без сопротивления.

Чтобы понять, что делает упорядочивание зарядов, и помогает или мешает оно, а возможно то и другое одновременно, сначала ученым необходимо понять, что это, и начать с его формы.

Ведущий автор новой статьи, опубликованной в издании Science, Риккардо Комин решил определить, на что похоже упорядочивание зарядов — на шахматную доску или на ряды полосок, и для этого он просветил рентгеновскими лучами сильно охлажденный оксид иттрия бария меди.

Ученые выяснили, что образец является полосатым, а это значит, что электроны в нем выстраиваются вдоль одного направления, а не двух. Однако когда температура становится достаточно низкой, упорядочивание заряда пропадает, и власть переходит к сверхпроводимости, позволяя электронам свободно перемещаться без сопротивления, не ограничиваясь одним измерением и направлением.

Результат важен, поскольку физика намного интересней в низком измерении. И в купратах одномерные модели реализованы в двухмерных плоскостях оксида меди, которые ограничивают движение электрона менее чем в трех измерениях, даже до введения упорядочивания заряда.

«Сверхпроводимость в обычных трехмерных металлах ограничивается до температуры в несколько градусов по Кельвину», сообщил он, назвав в качестве примеров алюминий и ниобий. „Высокотемпературные сверхпроводники — это квазидвухмерные металлы, а теперь и с тенденцией к одномерному электронному упорядочиванию“.

Кроме того, исследователи установили, что упорядочивание заряда конкурирует со сверхпроводимостью намного сильнее вдоль одного направления. Это позволяет лучше понять, что руководит сверхпроводимостью, и что этому препятствует.

«Упорядочивание заряда — это просто аномалия, или это явление присутствует во всех этих системах, поскольку существует лежащее в основе взаимодействие, полностью не удаленное из сверхпроводимости?», задается вопросом Комин „Два явление конкурируют, однако в некотором роде они также взаимосвязаны“.

Материал в данном исследовании — оксид иттрия бария меди, является суперзвездой медных оксидов благодаря своей чистоте и высокой транзитной температуре.

Ссылка по теме: http://www.sciencemag.org/content/347/6228/1335.abstract