Физики увеличили продолжительность сверхпроводимости на четыре порядка
Logo
Cover

Сверхпроводимость — способность материала проводить электрический ток без потерь — это квантовый эффект, который, несмотря на годы исследований, все еще ограничен очень низкими температурами. Команда ученых из Германии создала метастабильное состояние с исчезающим электрическим сопротивлением в молекулярном кристалле, направив на него импульсы интенсивного лазерного света. По сравнению с прошлым опытом им удалось увеличить продолжительность эффекта почти в 10 000 раз.

Один из самых поразительных и загадочных феноменов современной физики — сверхпроводимость, внезапная потеря электрической сопротивляемости в определенных материалах, охлажденных до критической температуры. Однако практическая польза от подобных материалов, учитывая необходимость заморозки, остается весьма ограниченной, пишет Phys.org.

В недавние годы группа ученых под руководством Андреа Каваллери из Института Макса Планка открыла, что интенсивные импульсы инфракрасного излучения — пригодный инструмент для индуктирования свойств сверхпроводимости в ряде материалов при намного более высокой температуре, чем это возможно без стимуляции светом. Однако, эти экзотические состояния до сих пор сохранялись только в течение нескольких пикосекунд.

На прошлой неделе ученые сообщили о прорыве: группа Каваллери увеличила продолжительность вызванной воздействием света сверхпроводимости более чем на четыре порядка. В качестве материала был выбран органический сверхпроводник K3C60 на основе фуллеренов.

Главным ингредиентом успеха стал новый лазер, излучающий высокоинтенсивные пучки света в среднем ИК-диапазоне с настраиваемой длительностью от одной пикосекунды до одной наносекунды. Когда такие долгие и интенсивные импульсы попадают в материал, они индуктируют вибрацию молекул, искривление решетки и даже изменения в конфигурации электронов. К своему удивлению, исследователи обнаружили, что сверхпроводимость сохраняется в течение десятков наносекунд после воздействия света.

Открытие физиков открывает возможность применения сверхпроводников в высокоскоростной электронике — например, в крайне чувствительных датчиках магнитного поля, производительных квантовых компьютерах и системах передачи энергии без потерь.

Странное поведение сверхпроводников при критической температуре отметили ученые из США. Они пришли к выводу, что так называемый квантовый критический переход, наиболее популярное объяснение, можно выбросить на свалку. По мнению ученых, все это указывает на действие квантовой запутанности. Следовательно, это поведение можно рассчитать только при помощи квантового компьютера.