Международная группа ученых совершила новое открытие, которое может пролить свет на микроскопические тайны высокотемпературной сверхпроводимости и способствовать решению глобальных энергетических проблем.

В статье, опубликованной в журнале Nature, доцент Технологического университета Суинберна Хуэй Ху в соавторстве с исследователями из Университета науки и технологий Китая (USTC), представил новые экспериментальные наблюдения, которые позволяют количественно оценить спаривание псевдощелей в сильно взаимодействующем облаке фермионного лития.

Это подтверждает многочастичное спаривание фермионов до достижения критической температуры, что приводит к замечательной квантовой сверхтекучести вместо обычного поведения двух частиц.

Высокотемпературные сверхпроводящие материалы представляют перспективы для увеличения энергоэффективности, создания более быстрых компьютеров, разработки новых устройств хранения данных и создания сверхчувствительных датчиков.

Доцент Ху отметил:

Квантовая сверхтекучесть и сверхпроводимость являются наиболее интригующими феноменами квантовой физики. Предпосылки высокотемпературной сверхпроводимости, в частности, возникновение энергетической щели в нормальном состоянии до перехода в сверхпроводящее состояние, остаются неясными.

Основной целью исследования было применение простой модели для изучения одной из двух основных интерпретаций псевдощели — энергетической щели в нормальном состоянии без сверхпроводимости — с использованием системы ультрахолодных атомов.

Исследование псевдощелевого спаривания с ультрахолодными атомами было начато в 2010 году, но ранее не давало результатов. В новом эксперименте использовались передовые методы подготовки однородных облаков Ферми и контроля магнитного поля на уровне без прецедентов.

Эти новые технологические достижения позволили обнаружить псевдощель. Мы выявили подавление спектрального веса вблизи поверхности Ферми в нормальном состоянии без необходимости прибегать к конкретным микроскопическим теориям для объяснения экспериментальных данных.

Доцент Ху выразил надежду, что это открытие окажет значительное влияние на будущее изучение сильно взаимодействующих ферми-систем и может привести к потенциальным применениям в развитии квантовых технологий.