Российский учёный объяснил загадочное явление в сверхпроводниках

При образовании сверхпроводимости электроны сверхпроводников формируют куперовские пары. Происходит это вблизи уровня Ферми, отдельность которого обеспечена энергетическим интервалом, который также называют щелью. Такие щели в обычных сверхпроводниках возникают одновременно с появлением сверхпроводимости. Однако в высокотемпературных сверхпроводниках щель формируется ещё до наступления сверхпроводимости. Это явление получило название «псевдощель». Его происхождение до сих пор остаётся загадкой.

Недавно физик Виктор Лахно предложил основу микроскопической теории псевдощелевой фазы. Учёный уверен, что в основе формирования этого явления лежат квазичастицы биполяроны, которые возникают в сверхпроводниках при движении электронов.

«Биполяроны в сверхпроводниках обладают крайне необычными свойствами, они ведут себя как волны, а не как частицы, которые можно локализовать в конкретных точках пространства. Это делокализованные квазичастицы, которые могут двигаться по всему кристаллу и сохранять стабильность даже при высоких температурах. Поэтому они называются трансляционно-инвариантными или ТИ-биполяронами», — поясняет Лахно.

Теория, выдвинутая Лахно, также объясняет и другое любопытное явление, проявляющееся при сверхпроводимости: изотопический эффект. Под ним понимается замена атомов на изотопы. У высокотемпературных сверхпроводников наблюдается слабый, почти нулевой изотопический эффект. Согласно гипотезе Лахно, температура образования псевдощелевой фазы при добавлении изотопов может варьироваться, и контролировать это можно при помощи внешнего магнитного поля.

Фото: популярная механика