Команда дослідників з Мерілендського університету створила матеріал, у якому може виникати досить незвична надпровідність. Вона базується на утворенні електронних пар зі спіном не 1/2, як у більшості надпровідників, а зі спіном 3/2.

Надпровідність – це явище, яке дозволяє електронам, що рухаються всередині провідника, створюючи електричний струм, не зіштовхуватися з іонами у кристалічній ґратці. У звичайних провідниках такі зіткнення призводять до постійних втрат енергії.

Надпровідність характеризується нульовим електричним опором, однак отримати такі умови зазвичай можна лише за температури, близької до абсолютного нуля (-273 градуси за Цельсієм).

Пояснюється це тим, що електрони, які мають спін 1/2 вступають у взаємодію, і за участі квазічастинок фононів утворюють куперівські пари. Внаслідок цього, вони перестають взаємодіяти з атомами кристалічної ґратки. Зазвичай таке явище спостерігається у матеріалах, у яких наявний надлишок вільних електронів.

Тож від сплаву YPtBi (ітрій-платина-бісмут), у якого вільних електронів приблизно у тисячу разів менше, ніж потрібно для виникнення надпровідності, ніхто ніяких див не очікував. Але все ж за температури у 0,8 К він проявив надпровідні якості та дуже здивував вчених. Щоб перевірити, чи це дійсно надпровідність, дослідники спробували дослідити взаємодію матеріалу з магнітним полем.

Усі надпровідники мають одну характерну особливість – коли вони досягають надпровідного стану, то починають витісняти з себе зовнішнє магнітне поле. Саме цим ефектом пояснюються видовищні досліди з левітацією магніту над надпровідником.

Проте біля поверхні матеріалу магнітне поле все ж занурюється на певну невелику глибину, і глибина занурення магнітного поля у матеріал має сильну залежність від температури (за матеріалами Science Advances, 2018).