Учёные из Великобритании, Нидерландов, Китая и США обнаружили механизм, отвечающий за высокотемпературную сверхпроводимость в определённом классе материалов на основе оксидов меди. Оказалось, что важнейшую роль в образовании электронных пар играют так называемые спиновые флуктуации — изменения магнитных свойств электронов.
Для эксперимента исследователи создали тонкую плёнку из оксида лантана, церия и меди, постепенно изменяя концентрацию церия. Это позволило получить участки с различными температурами перехода в сверхпроводящее состояние в пределах одного образца.
Затем материал исследовали в мощных магнитных полях, подавляющих сверхпроводимость. Измерения показали, что рассеяние электронов связано с колебаниями их спинов, причём интенсивность этого взаимодействия напрямую соответствовала температуре сверхпроводящего перехода.
Таким образом, физики получили убедительное подтверждение того, что именно спиновые флуктуации обеспечивают образование электронных пар в исследованном материале. Однако выяснилось, что для объяснения сверхпроводимости при ещё более высоких температурах этого механизма недостаточно.
По словам профессора Бристольского университета Найджела Хасси, учёным удалось обнаружить первый ключевой компонент высокотемпературной сверхпроводимости. Теперь исследователям предстоит определить второй фактор, который позволяет некоторым материалам сохранять сверхпроводящие свойства при более высоких температурах.
Понимание этих процессов может помочь в разработке новых сверхпроводников для мощных магнитов, медицинского оборудования и энергетических систем с минимальными потерями электричества.
