Учёные открыли первый в мире природный нетрадиционный сверхпроводник

Международная группа исследователей доказала существование природного нетрадиционного сверхпроводника. До сих пор такие сверхпроводники синтезировались в лаборатории, но этот оказался доступен в естественных условиях на Земле, что делает его перспективным для достижения экономически обоснованной сверхпроводимости во многих отраслях жизни, промышленности и экономики.

Кристалл миассита. Источник изображения: Paul Canfield

Открытие сделано после серии лабораторных тестов такого минерала, как миассит (Rh₁₇S₁₅). Это соединение родия и серы. Оно сочетает в себе тугоплавкость и летучесть и, как выяснилось, при охлаждении до сверхнизких температур даёт ещё сверхпроводимость, когда движению электронов (куперовским парам) через материал ничего не мешает.

К сверхпроводимости учёным приходится идти фактически наугад, поэтому открытие этого эффекта в хорошо известном материале тоже стало в некотором роде удачей. Точнее, о явлении сверхпроводимости в миассите было известно раньше, только он оказался ещё и нетрадиционным сверхпроводником.

К нетрадиционным сверхпроводникам относятся материалы, которые демонстрируют сверхпроводимость вне традиционной теории Бардина-Купера-Шриффера. Этот класс материалов даёт надежду на выявление материалов с высокотемпературной сверхпроводимостью, а распространение в природе миассита делает его поистине уникальным, что может сделать его применение экономически выгодным — только добывай и используй.

«Интуитивно вы думаете, что это нечто, созданное намеренно в ходе целенаправленных поисков, и оно никак не может существовать в природе, — пояснил суть открытия физик Руслан Прозоров из Университета штата Айова. — Но оказывается, что это так».

Учёные обосновали нетрадиционные свойства миассита, проверив его в лабораторных условиях специальными тестами от оценки проникновения слабых магнитных полей в материал до контролируемого создания дефектов, которые обычно создают очаги сверхпроводимости. Что интересно, миассит изучался для использования в квантовых компьютерах, но оказался интересен также для изучения сверхпроводимости.

«Раскрытие механизмов, лежащих в основе нетрадиционной сверхпроводимости, является ключом к экономически обоснованному применению сверхпроводников», — добавил учёный.