Шум электрического тока помог разгадать загадку высокотемпературной сверхпроводимости
Физики использовали дробовой шум, чтобы проверить, связана ли псевдощель в купратах с образованием пар электронов
Один основной источник · Как мы проверяем новости
Что произошло
Физики применили анализ дробового шума — небольших колебаний, возникающих из-за поступления отдельных зарядов в электрический ток. Такой подход позволил искать признаки пар электронов, которые в сверхпроводнике переносят ток.
Измерения провели с помощью сканирующего туннельного микроскопа: ток проходил между остроконечным наконечником и образцом купрата, а исследователи выбирали энергию электронов и разные участки поверхности.
Что показал эксперимент
Команда изучила кристаллы купрата BSCCO, охлаждённые до температуры в несколько градусов выше абсолютного нуля. В купратах сигнал от спаривания оказался слабее, чем в обычных сверхпроводниках, поскольку одновременно продолжали двигаться отдельные электроны.
Исследователи сравнили шум с энергиями, на которых электроны словно исчезают. Дополнительный шум начинал расти на локальной энергии псевдощели во всех изученных участках поверхности. Такая же закономерность наблюдалась в образцах с разным химическим составом.
Почему это важно
Высокотемпературная сверхпроводимость купратов остаётся предметом споров почти 40 лет после открытия этих материалов. Одно из объяснений связывает псевдощель с замерзающими электронными структурами, например волнами плотности заряда, а другое — с образованием пар электронов до перехода материала в сверхпроводящее состояние.
Результат эксперимента связывает псевдощель с электронным спариванием и даёт физикам способ наблюдать признаки таких пар напрямую через электрический шум.
Контекст
Сверхпроводники проводят электричество без сопротивления, однако большинство из них работает лишь на несколько градусов выше абсолютного нуля. Купраты, обнаруженные в конце 1980-х годов, проявляют сверхпроводимость при более высоких температурах, достижимых с помощью доступного жидкого азота.
До этого разные приборы фиксировали признаки псевдощели, но их показания не давали окончательного ответа о её происхождении.
Источники
Один основной источник. Как мы проверяем новости
