Физики из Массачусетского технологического института сделали неожиданное открытие, связавшее магниты и сверхпроводники. В статье журнала Nature они описали «хиральный сверхпроводник», который проводит электричество без сопротивления и обладает внутренней магнитной восприимчивостью. Это открытие произошло на основе графита, из которого делают грифель для карандашей.
Графит состоит из слоев графена, которые могут располагаться по-разному. Исследователи обнаружили, что при укладке четырех-пяти слоев графена в «ромбоэдрическую» конфигурацию, материал демонстрирует уникальные электронные свойства. При охлаждении до 300 милликельвинов он становится сверхпроводником, позволяя электрическому току проходить без сопротивления.
Интересно, что при изменении направления внешнего магнитного поля, материал переключается между двумя сверхпроводящими состояниями. Это противоречит общепринятому мнению о том, что сверхпроводники не взаимодействуют с магнитными полями. Команда наблюдала подобные явления в нескольких образцах, предполагая, что уникальная конфигурация ромбоэдрического графена играет ключевую роль. Это открытие может привести к новым возможностям в области квантовых вычислений.
На иллюстрации изображены пары сверхпроводящих электронов в ромбоэдрическом графене (средняя структура решетки), которые вращаются по часовой стрелке или против нее (соответствующие синему и красному цветам). Электронные пары проявляют свойства магнетизма и сверхпроводимости, которые, как считалось, не могут сосуществовать в одном материале. Электронное состояние представляет собой новую форму магнитного сверхпроводника. Изображение: Сэмпсон Уилкокс, Исследовательская лаборатория электроники.
Дополнительная информация: Tonghang Han et al, Signatures of chiral superconductivity in rhombohedral graphene, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09169-7.
On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2408.15233
Источник: https://phys.org/news/2025-05-newly-superconductor-magnet.html