Учёные случайно открыли новый тип сверхпроводников, но пока не знают что с ним делать

Группа учёных из Корнелльского университета в США неожиданно для себя открыла новый тип сверхпроводника. Серия экспериментов должна была подтвердить свойства так называемого p-волнового сверхпроводящего материала рутената стронция, перспективного для квантовых вычислений. На практике выяснилось, что рутенат стронция вовсе не p-волновой, а нечто иное, чему исследователи дали новое обозначение — g-волновой.

Один и тот же материал демонстрирует разное строение в одних и тех же условиях

Рутенат стронция (Sr2RuO4) был предложен на роль кандидата для мифического p-волнового сверхпроводника около 20 лет назад. Поясним, до этого (и сейчас) учёные чётко разделяли сверхпроводящие материалы на два типа: s-волновые и d-волновые. Сверхпроводники p-волнового класса относятся к теоретически возможным, но пока не имеющим чёткого практического подтверждения. Поставленный учёными из Корнелльского университета эксперимент показал, что с рутенатом стронция исследователи попали пальцем в небо. И хотя этот материал не относится к p-волновым сверхпроводникам, удалось открыть существование g-волновых сверхпроводников.

Традиционно для исследования кристаллических решёток материалов используется ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Ранее рутенат стронция всесторонне изучался с помощью ЯМР, но при этом демонстрировал свойства, которые невозможно было объяснить с позиций принадлежности его к p-волновому классу. В новом эксперименте учёные попытались изучить строение кристаллической решётки рутената стронция с помощью резонансной ультразвуковой спектроскопии при очень низкой температуре охлаждения этого материала — до 1,4 кельвина (-271,66 °C).

Опыты показали странное — кристаллическая решётка материала была различной для разных длин резонансных волн. Объяснить это можно только тем, что взаимодействие электронов в этом материале настолько сложное и запутанное, что его нельзя представить в рамках известных s-, d- и p-волновых теорий. Поэтому учёные предложили отнести рутенат стронция к новому и не обсуждаемому до этого классу g-волновых сверхпроводников.

Но главное, что это открытие также позволяет плотнее заняться p-волновыми сверхпроводниками. Пока никому непонятно что такое g-волновые сверхпроводники и с чем их едят, от p-волновых ожидают много конкретного, связанного со сверхпроводниковыми квантовыми компьютерами. А предложенный для их изучения метод и установка резонансной ультразвуковой спектроскопии позволяет по-новому взглянуть на p-волновые сверхпроводящие материалы.