«Странные металлы» купраты переносят заряд уникальным образом
Logo
Cover

Ученые из лаборатории Университета штата Флориды зафиксировали необычное поведение сложных соединений меди — купратов. Оказалось, что они переносят заряд совершенно не так, как другие металлы.

Высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) купраты способны переносить заряд без потери энергии при более высоких температурах, чем обычные, низкотемпературные сверхпроводники (НТСП). Хотя ученые хорошо понимают физику НТСП, загадку ВТСП — а именно, как электроны проходят через эти материалы — они пока раскрыть не могут, пишет Phys.org.

Команда физиков под руководством Аркадия Шехтера сфокусировалась на нормальном, металлическом состоянии одной из разновидностей купратов — оксида меди лантана и стронция (LSCO). Это состояние, из которого возникает сверхпроводимость, когда температура опускается достаточно низко. Нормальное состояние купратов получило название «странного металла», в частности потому, что электроны плохо проводят электричество.

Ученым уже было известно, что в своем обычном состоянии сопротивляемость LSCO меняется линейно с температурой. Другими словами, когда она поднимается, сопротивляемость растет линейно, в отличие от традиционных металлов.

Шехтер и его коллеги снова измерили сопротивляемость LSCO, но в этот раз использовали в качестве параметра магнитное поле, а не температуру. Они поместили материал в сильное магнитное поле с напряженностью до 80 тесла и пропустили через него ток.  

Результат показал наличие другого линейного сопротивления: с возрастанием силы магнитного поля сопротивление LSCO растет пропорционально. Тот факт, что магнетосопротивление так элегантно отражает температурное, имеет большое значение, считают ученые. «Обычно, когда мы видим такое, это означает, что за этим стоит какой-то очень простой принцип», — говорит Шехтер.

Итоги исследования указывают на то, что, проходя сквозь этот материал, электроны взаимодействуют друг с другом, в отличие от квазичастиц традиционных металлов. И что LSCO в своем обычном состоянии использует для переноса заряда нечто иное, чем независимые квазичастицы, хотя это и не сверхпроводимость. Ученым предстоит выяснить, что это за механизм.

Новое состояние вещества, скрытое за сверхпроводимостью, открыли физики США. Они смогли визуализировать взаимодействие электронов в сверхпроводящем сплаве. Если им удастся найти способ управления этим состоянием, мы продвинемся в создании квантовых компьютеров.