Ученые усомнились в наличии "новой физики" в поведении сверхпроводников

ТАССА, 12 мая. Британские физики провели серию экспериментов со сверхпроводниками, которые поставили под сомнение справедливость теорий, связывающих сверхпроводимость с еще не открытыми физическими процессами. Об этом сообщила в среду пресс-служба Ланкастерского университета.

"Результаты наших опытов однозначно исключают возможность того, что на работу сверхпроводников влияют электростатические поля, о чем заявляли в недавнем прошлом наши коллеги. Это вернуло нашу область науки в ее исходное состояние", – рассказал один из авторов исследования, научный сотрудник Ланкастерского университета Сергей Кафанов.

За последние годы химики и физики создали несколько новых типов сверхпроводников, работающих при очень высоких температурах. Так, пять лет назад российские и немецкие исследователи выяснили, что к их числу относится обычный сероводород, сжатый до нескольких миллионов атмосфер. В прошлом году их коллеги из Рочестерского университета выяснили, что смесь из метана и сероводорода сохраняет сверхпроводящие свойства и при комнатных температурах при сжатии до аналогичных давлений.

Открытие подобных соединений потребовало нового теоретического объяснения того, как эти материалы проводят ток без измеримых потерь, так как классическая теория сверхпроводимости, сформулированная еще в середине прошлого века, не допускает их существования. Пока однозначных объяснений этих свойств у ученых нет, что осложняет дальнейшие поиски сверхпроводников, способных работать при комнатной температуре и нормальном давлении.

Следы "побега" электронов

Три года назад группа итальянских ученых нашла предположительное объяснение их существованию, зафиксировав неожиданно высокую роль электростатических эффектов в работе сверхпроводников. Эта идея вызвала широкое неприятие среди других физиков, так как существование подобных эффектов можно объяснить только в том случае, если поведением носителей заряда внутри сверхпроводников управляют пока неизвестные нам физические законы.

Кафанов и его коллеги проверили, существует ли эта "новая физика" в реальности, повторив эксперимент их итальянских коллег. Для этого ученые изготовили набор из сверхпроводящих нанопроводов, охладили их до температуры, близкой к абсолютному нулю, после чего изучили то, как меняется их проводимость при появлении мощных источников электрических полей.

Эти опыты показали, что первооткрыватели данного странного феномена ошибались. На самом деле, электростатические эффекты влияли не на работу самих сверхпроводников, а на то, как вели себя электроны в микроволновом резонаторе, при помощи которого ученые наблюдали за изменениями в свойствах сверхпроводящих материалов.

Мощные электрические поля, как обнаружили Кафанов и его коллеги, заставляли электроны периодически "сбегать" из резонатора и проникать в сверхпроводник. В результате этого он нагревался, что заметным образом меняло свойства этого материала и порождало те необычные эффекты, которые были зафиксированы три года назад итальянскими физиками.

Подобное объяснение этого феномена, по словам его авторов, не требует наличия различных проявлений "новой физики" в поведении частиц. По этой причине оно вполне совместимо с общепринятыми теориями, объясняющими природу низкотемпературных сверхпроводников, подытожили Кафанов и его коллеги.