Свет как ключ к сверхпроводимости. Физики спорят о новых данных
Исследование показало, что короткие световые импульсы могут превращать некоторые материалы в временные сверхпроводники, поддерживая спорное утверждение, впервые высказанное более десяти лет назад. Однако мнения ученых разделились: одни убеждены в этом открытии, другие остаются скептиками.
Сверхпроводники, способные передавать электричество без сопротивления, обычно функционируют только при низких температурах. Но с 2011 года некоторые ученые утверждают, что определенные материалы могут кратковременно становиться сверхпроводниками при температуре, значительно превышающей их обычные пределы, включая комнатную температуру, если их подвергнуть воздействию интенсивных и ультракоротких лазерных импульсов.
В предыдущих исследованиях наблюдалось временное изменение отражательной способности купратов, соединений, содержащих медь и кислород, при воздействии света. Это изменение указывало на снижение сопротивления, которое длилось всего триллионные доли секунды (пикосекунды). Критики утверждали, что такое изменение могло быть вызвано эффектами, не связанными с сверхпроводимостью.
Недавнее исследование опровергает критику. Физик Андреа Каваллери и его коллеги сообщили 10 июля в журнале Nature, что один из купратов при воздействии света изгоняет магнитные поля, что является характерным признаком сверхпроводимости, известным как эффект Мейсснера. Каваллери и его команда изучали тип купрата, называемый иттрий-барий-медный оксид (YBCO), который ранее показывал признаки световой индуцированной сверхпроводимости.
«Это, по сути, неопровержимый признак сверхпроводимости.»
- Дмитрий Басов, физик, Колумбийский университет
Однако не все ученые убеждены. Физик Стив Додж из Университета Саймон Фрейзер в Канаде выразил сомнение, заявив:
«Они наблюдают изменение, которое длится около пикосекунды, и не очевидно, что это то же самое, что и эффект Мейсснера.»
- Стив Додж, физик, Университет Саймон Фрейзер
Сверхпроводники вызывают значительный интерес среди физиков, отчасти из-за их технологического потенциала. Сверхпроводник, работающий при высоких температурах, может значительно повысить эффективность передачи энергии, что потенциально может сэкономить огромное количество энергии.
Однако изучение магнитных полей в течение пикосекундных интервалов времени представляет собой сложную задачу. Каваллери и его команда разработали схему, использующую кристалл фосфида галлия, размещенный рядом с YBCO, для измерения магнитных полей. Эксперименты проводились в условиях существующего магнитного поля: исследователи облучали YBCO лазером и затем отправляли второй лазер через кристалл. Путешествие через кристалл изменяло поляризацию лазера, что позволило определить изменение магнитного поля возле YBCO.
Физик Ван Нан-Лин из Пекинского университета считает, что магнитные поля действительно изгоняются при воздействии лазерного импульса на YBCO. Однако он не уверен, что это соответствует традиционному определению сверхпроводимости. Он полагает, что под воздействием света могли усиливаться существующие маломасштабные сверхпроводящие токи, а не возникать типичная крупномасштабная сверхпроводимость.
Тем не менее, Додж утверждает, что причина может быть иной. При высоких интенсивностях света могут возникать сложные и неожиданные явления. Он подчеркивает необходимость тщательного анализа для исключения возможности ошибки. Несмотря на скептицизм, Додж признает, что это «важный эксперимент, поскольку он поднимает вопросы, на которые мы пока не знаем ответа.»
