Спаривание электронов является предпосылкой квантового состояния сверхпроводимости, которая используется в квантовых компьютерах и аппаратах МРТ. Два электрона соединяются внутри какого-то материала, а не отталкивают друг друга, как это происходило бы в вакууме. Теория этого процесса была впервые описана Леоном Купером, Джоном Бардином и Джоном Шриффером, получившим за свой труд Нобелевскую премию 1972 года.
Так называемые куперовские пары – это, по сути, противоположности, которые притягиваются. Обычно два электрона, отрицательно заряженные субатомные частицы, отталкивают друг друга. Но при низкой температуре в кристалле они соединяются в пары. Ток электронных пар не подвержен дефектам и помехам, а проводник теряет электрическое сопротивление, становясь новым состоянием вещества: сверхпроводником.
Теоретическая идея конденсатов из четырех фермионов стала общепринятой лишь недавно, https://phys.org/news/2021-10-reveal-formation-state-electro... Phys.org. Для того чтобы это состояние возникло, должно быть нечто, что помешало бы конденсации пар, но позволило бы образоваться сочетаниям из четырех электронов. Поскольку теория Бардина-Купера-Шриффера не допускает такого поведения, ученые, впервые обнаружившие следы конденсата из четырех фермионов, три года проводили эксперименты в лабораториях различных учреждений, чтобы подтвердить свое открытие.
По словам Егора Бабаева, профессора Королевского технологического института Швеции, ключевое наблюдение, которое сделал он и его коллега Вадим Гриненко из Технического университета Дрездена, в том, что конденсаты из четверки фермионов спонтанно нарушают симметрию относительно обращения времени. Это математическая операция замены выражения для времени на ее отрицательное значение в формулах или уравнениях, чтобы описать событие, в котором время идет назад.
В случае сверхпроводника, если стрела времени направлена в обратную сторону, он все еще будет находиться в состоянии сверхпроводимости. Однако для конденсата из четырех фермионов обращение времени вспять приводит к появлению другого состояния.
«Вероятно, потребуется много лет исследований, чтобы полностью понять это состояние, - сказал Бабаев. – Эти эксперименты подняли ряд новых вопросов и открыли ряд других необычных свойств, связанных с реакцией состояния на тепловые градиенты, магнитные поля и ультразвук, в которых еще предстоит разобраться».
В прошлом году японским физикам https://hightech.plus/2020/11/09/yaponskie-fiziki-poluchili-... получить новый тип сверхпроводника из «пятого» агрегатного состояния вещества — бозе-конденсата. В данном случае конденсат состоял из облака атомов железа и селения.
Свежие комментарии