Сверхпроводимость — это квантовое физическое состояние, в котором металл способен проводить электричество идеально, без какого-либо сопротивления. В повседневной жизни мы пользуемся им, когда проходим обследование в аппарате МРТ.

В обычных металлах отдельные электроны сталкиваются с ионами, двигаясь по решетчатой структуре металла, состоящей из противоположно заряженных ионов. Каждое столкновение заставляет электроны терять энергию, увеличивая электрическое сопротивление. В сверхпроводниках же электроны взаимодействуют друг с другом и могут формировать так называемые куперовские пары, рассказывает Phys.

Пока электроны остаются в пределах определенного относительно небольшого диапазона энергетических уровней, известного как энергетическая щель, электроны остаются парными и не теряют энергию при столкновениях. Именно в пределах этой относительно небольшой энергетической щели и происходит сверхпроводимость. Обычно энергетическая щель сверхпроводника внутри материала повсеместно одинакова. Но с 1960-х годов у ученых начали возникать предположения, что энергетическая щель в некоторых сверхпроводящих материалах может быть неоднородной: в некоторых областях сильнее, чем в других. Позже, уже в нашем веке, эта идея получила дальнейшее развитие в виде гипотетического состояния волн парной плотности (PDW): возможности сверхпроводящего состояния, в котором энергетическая щель может меняться в результате воздействия особой волны электронов.

Команда физиков из Калифорнийского технологического университета, работая с тончайшими чешуйками сверхпроводника на основе железа, обнаружила модуляцию сверхпроводящей щели с наименьшей возможной длиной волны, соответствующей расстоянию между атомами в кристалле. Они назвали это состоянием модуляции плотности куперовских пар (PDM). Оно означает, что значение энергетической щели в некоторых точках сверхпроводника увеличивается на 40% по сравнению с остальными.

По словам ученых, они получили самые четкие на сегодняшний день экспериментальные доказательства существования модуляции энергетической щели в атомном масштабе.

Американские физики сделали большой шаг к пониманию феномена сверхпроводимости, впервые измерив сверхтекучую жесткость в «магическом» графене, определенным образом расположенных друг на друге листах углеродного материала толщиной в один атом.