Sciencemag.cz
Doporučujeme
Silné magnetické pole dokáže vypnout supravodivost i při velmi nízkých teplotách. Supravodič se v takovém případě mění na izolant – nebo na Boseho kov.
K tomuto závěru došli alespoň vědci z Tokyo Institute of Technology, The University of Tokyo a Tohoku University. Boseho kov podle nich představuje dosud neznámý mezistav, kdy fázový přechod má dva stupně. V supravodivé fázi v látce existují páry elektronů (které mají zřejmě povahu bosonů, respektive pseudobosonů; a pro tyto bosony pak neplatí Fermiho vylučovací princip, takže všechny páry elektronů se navíc mohou chovat uspořádaně-koherentně, „téct jako celek“). Tyto páry přetrvávají i u Boseho kovu – viz název. Na rozdíl od původního supravodiče už ale v této fázi magnetické pole proniká dovnitř materiálu. Vlastní (supra)vodivost se ještě zachovává (ovšem supravodiče obvykle definujeme i schopností „odrážet“ magnetické pole).
Popsaný jev byl zaznamenán u selenidu niobičitého NbSe2 (i když zrovna tento „systematický“ název se pro sloučeninu moc nepoužívá), sloučeninu bylo ovšem třeba připravit v podobě 2D materiálu.
Pro daný supravodič a danou teplotu definujeme obvykle „kritické magnetické pole“ – intenzitu, která kolektivní stav elektronů rozvrátí. U některých látek půjde zřejmě o dvě hodnoty, respektive interval mezi nimi. V případě monovrstev mají elektrony menší počet možných partnerů, tedy koherence lze obecně snadněji zničit. Proto je vlastně překvapivé, že dosud neznámé podivné chování bylo zaznamenáno právě u 2D fáze. A aby to ještě nebylo tak jednoduché, autoři studie ještě hovoří o „kvantovém fázovém přechodu“ (protože k jevu má docházet při velmi nízké teplotě, kdy jsou kvantové fluktuace významnější než běžné fluktuace teploty). Různé další mezifáze přechodu mezi supravodičem a izolátorem mohou mít navíc podobu vírů elektronů, kdy už nepřetrvávají elektronové páry/kolektivní chování, ale odpor je zatím malý (poznámka: tisková zpráva Tokyo Institute of Technology i tento mezistav označuje jako Boseho kov, i když bez párů elektronů by již o boson jít nemělo…?).
Satoru Ichinokura, Yuki Nakata, Katsuaki Sugawara, Yukihiro Endo, Akari Takayama, Takashi Takahashi, Shuji Hasegawa. Vortex-induced quantum metallicity in the mono-unit-layer superconductor NbSe2. Physical Review B, 2019; 99 (22) DOI: 10.1103/PhysRevB.99.220501
Zdroj: ScienceDaily a další
