Физики из России объяснили существование "магнитных" сверхпроводников

МОСКВА, 19 июн – РИА Новости. Российские и французские ученые нашли теоретическое объяснение тому, как недавно открытые "невозможные" сверхпроводники могут одновременно сочетать в себе и сверхпроводящие, и магнитные свойства. Их идеи были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

«

"Нам удалось не только качественно описать недавние экспериментальные данные по изучению таких состояний в сверхпроводнике из европия, железа и мышьяка, но и предсказать новый эффект, который может быть проверен экспериментально", — рассказывает Жанна Девизорова из Московского Физтеха в Долгопрудном.

Все сверхпроводники обладают необычным свойством – они "не любят" магнитное поле и стремятся его вытолкнуть наружу в том случае, если линии этого поля с ними контактируют. Если сила поля превышает определенное значение, то тогда сверхпроводник резко теряет свои свойства и становится "обычным" материалом.

Ученых давно интересует то, как этот феномен, который они называют "эффектом Мейснера", будет влиять на поведение носителей информации и вычислительных приборов, а также ферромагнитных сверхпроводников, нового класса веществ с нулевым сопротивлением.

Долгое время физики считали, что такие вещества не могут существовать, так как магнитные поля мешают формированию пар электронов, отвечающих за работу сверхпроводимости. В начале этого века выяснилось, что это не так, когда физики открыли несколько соединений редкоземельных металлов, серы и бора, сочетающих в себе и сверхпроводящие, и магнитные свойства.

Пока не понятно, как именно они работают, однако ученые предполагают, что электроны внутри них могут объединяться не в пары, а в своеобразные тройки, а сами ферромагнитные сверхпроводники могут быть разбиты на чередующиеся зоны со сверхпроводящими и магнитными свойствами.

Год назад физики-экспериментаторы из Физтеха и их зарубежные коллеги впервые смогли детально изучить структуру и свойства этих материалов, открыв в них необычное состояние и особые зоны, которые ученые назвали "мейсснеровскими доменами". Оказалось, что кристалл такого сверхпроводника разбит на бесчисленное множество зон-"полосок" с магнитными и сверхпроводящими свойствами.

Девизорова и ее коллеги-теоретики нашли объяснение их существованию и открыли еще один уникальный эффект, который должен возникать в подобных сверхпроводниках, анализируя результаты замеров авторов прошлогоднего открытия.

Они пришли к выводу, что необычная и "невозможная" структура этих материалов возникает благодаря тому, что магнитные свойства разных регионов внутри них изначально сильно неоднородны. При снижении температуры эти неоднородности превращаются в домены Мейсснера с магнитными или сверхпроводящими свойствами.

Помимо этого, теория, описывающая формирование этих зон и их устройство и поведение, предсказывает, что на границе между ними могут возникать особые магнитные вихри, направленные перпендикулярно по отношению к аналогичным структурам, существующим внутри "магнитных" полосок "невозможного" сверхпроводника.

Как отмечают ученые, пока их работа носит исключительно теоретический и фундаментальный характер, однако в будущем эти идеи могут быть использованы для создания спиновых компьютеров и другой электроники будущего, чья работа будет возможна благодаря одновременному наличию у них сверхпроводящих и магнитных свойств.