Физики впервые смогли увидеть квантовый процесс в сверхпроводнике, который искали 30 лет
Ученые напрямую визуализировали квантовые структуры, которые лежат в основе высокотемпературной сверхпроводимости. Эксперимент восполнил давний пробел между поведением одиночных частиц и возникновением сверхпроводящего тока, показав, как изолированные электронные «дырки» внутри кристалла объединяются в квазиодномерные молекулы.
Сверхпроводники — это материалы, способные пропускать электричество без сопротивления и потерь энергии. Обычные сверхпроводники работают только при температурах, близких к абсолютному нулю. Однако существуют материалы, например купраты (соединения на основе оксида меди), которые становятся сверхпроводниками при гораздо более высоких температурах. Создание единой теории этого явления остается одной из нерешенных задач физики твердого тела.
Ученые десятилетиями пытались понять, как именно купрат перестает быть изолятором и начинает проводить ток. Этот процесс запускается при добавлении в структуру материала «дырок» — пустых мест, где отсутствует электрон. Еще в конце 1980-х годов теоретики предсказали, что такая дырка должна образовывать прочную квантовую связь с соседним атомом меди. Эту структуру назвали синглетом Чжана — Райса, и она оставалась исключительно математическим конструктом.
