Физики из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружили новый тип материала — хиральный сверхпроводник, который одновременно обладает свойствами сверхпроводимости и внутреннего магнетизма. Это открытие было сделано в ромбоэдрическом графене — особой многослойной структуре графита, при охлаждении до температуры около 300 милликельвинов. Удивительно, что материал сохраняет сверхпроводимость даже в присутствии магнитного поля и при этом демонстрирует магнитоподобное поведение, что ранее считалось невозможным.
При изучении чешуек ромбоэдрического графена исследователи выявили, что материал переходит в сверхпроводящее состояние и при этом может переключаться между двумя магнитно различимыми режимами. Это поведение связано с хиральностью — свойством, при котором электроны образуют куперовские пары с суммарным ненулевым импульсом, создавая орбитальный магнетизм. Таким образом, в одном материале сочетаются два ранее считавшихся несовместимыми явления — сверхпроводимость и магнетизм.
С теоретической точки зрения, электроны в этом состоянии занимают одну “долину” импульса, что приводит к коллективному вращению и формирует уникальное квантовое состояние. Такое поведение нарушает классические представления о сверхпроводниках, где пары электронов обычно имеют противоположные импульсы и нулевой магнитный момент.
Это открытие не только углубляет фундаментальное понимание природы сверхпроводимости, но и открывает путь к созданию нового класса материалов с потенциальными приложениями в квантовых вычислениях и электронике. Хиральные сверхпроводники могут обладать топологическими свойствами и использоваться для создания более устойчивых и мощных квантовых устройств.
#космос #наука #познавательное #технологии
