Природа влияния магнитного поля на сверхпроводимость остается сегодня некоторой загадкой. До сих пор считалось, что оно подавляет сверхпроводимость, однако новые исследования говорят о том, что иногда магнитное поле действует с точностью до наоборот.

Магнитные взаимодействия между сверхпроводником и слабым магнитом заставляют магнит висеть в воздухе

Явление сверхпроводимости, обнаруженное в настоящий момент у примерно 500 элементов и сплавов, состоит в резком падении сопротивления материала при приближении к некоторой (чрезвычайно низкой – не превышающей 77 по Кельвину) температуре. При дальнейшем снижении температуры он переходит в сверхпроводящее состояние: сопротивление падает до нуля.

В случае «обычных» сверхпроводников сильное магнитное поле неизменно разрушает их сверхпроводящее состояние. Если оно внешнее относительно сверхпроводника, то неспособно проникнуть в его толщу – за исключением нановолокон, диаметр которых сравним с диаметров отдельных атомов. Более того, исследуя сверхпроводниковые нановолокна Пол Голдбарт (Paul Goldbart) и Алексей Безрядин (Alexey Bezryadin) обнаружили обратный эффект: магнитное поле не понижало, а повышало температурный порог, при котором нановолокна переходили в сверхпроводящее состояние.

В попытках объяснить это странное явление, ученые предположили, что, возможно, атомы нановолокон, находясь в контакте с кислородом атмосферы, приобрели некоторый магнитный спин, отличный от нуля. Обычно атомы с ненулевым магнитным моментом подавляют сверхпроводимость – так же, как и внешнее магнитное поле. Однако, будучи совмещены вместе, два эффекта взаимно ослабляют друг друга, что в итоге ведет к улучшению сверхпроводящих характеристик.

Открытие может иметь далеко идущие последствия: возможно, оно откроет новые возможности для получения высокотемпературных полупроводников, которые сохраняют свои свойства при гораздо более удобных для массового использования температурах.

По сообщению Science a Go Go