🌟 Уникальный феномен обнаружен в обычном графите! Учёные из MIT бросили вызов столетнему убеждению, что магниты и сверхпроводники несовместимы, как вода и масло.
🧲 В новом исследовании, опубликованном в Nature, физики сообщили об открытии «хирального сверхпроводника» — материала, который проводит электричество без сопротивления и при этом обладает внутренним магнетизмом. И всё это — в простом графите (основе карандашного грифеля)!
🔬 Графит состоит из слоёв графена, расположенных «ёлочкой». Но иногда в нём встречаются участки, где слои смещены, как ступеньки лестницы. Когда учёные выделили такие «ромбоэдрические» структуры (4-5 слоёв графена) и охладили их до 300 милликельвин (около -273°C), материал превратился в сверхпроводник.
📉 Сюрприз: при изменении внешнего магнитного поля образец переключался между двумя сверхпроводящими состояниями, как магнит! Это противоречит классическому представлению, что сверхпроводники «выталкивают» магнитные поля (эффект Мейснера).
❄️ «Обычно сверхпроводники ненавидят магнетизм, — говорит Лун Цзю, ведущий автор исследования. — Но здесь мы видим первый пример сверхпроводника, ведущего себя как магнит. Это бросает вызов всем учебникам!»
🌀 Ключ к загадке — в структуре материала. В ромбоэдрическом графене электроны объединяются в «куперовские пары» с ненулевым суммарным моментом, создавая внутреннюю намагниченность. Учёные назвали это состояние «хиральной сверхпроводимостью» — редким явлением, которое может стать основой для топологических квантовых компьютеров.
💡 «Всё, что мы здесь обнаружили, — полная неожиданность, — говорит Чжэньгуан Лу, соавтор работы. — Но простота системы даёт шанс раскрыть глубинные законы физики».
🚀 Это открытие не только меняет представления о взаимодействии магнетизма и сверхпроводимости, но и открывает путь к новым технологиям. Как сказал Лян Фу, профессор MIT: «Сверхпроводимость в ромбоэдрическом графене преподнесёт ещё много сюрпризов».
Исследование поддержано Министерством энергетики США и стипендией MathWorks.
🌐 Оригинал статьи: MIT Physics