Сверхпроводники – это футуристические материалы, которые, как мы надеемся, когда-нибудь в будущем найдут широкий спектр технологических применений (медицинская визуализация, транспорт)). Сегодняшнее использование ограничено чрезвычайно низкими температурами (близкими к абсолютному нулю), необходимыми для проявления сверхпроводимости. Однако некоторые семейства этих материалов работают при «относительно» высоких температурах (около -200 ° C), и именно на них ученые сосредотачивают свое внимание. Среди них – сверхпроводники на основе меди, которые обладают очень уникальными характеристиками.
Исследование, проведенное учеными Международной школы перспективных исследований (SISSA) в Триесте, лаборатории iLamp Католического университета Святого Сердца (Брешия), лаборатории T-Rex синхротрона Элеттра (Триест), Департамента физики Университета Триеста и других международных центров проанализировали явление, типичное для этих материалов и известное ученым как псевдощель.
«Когда материал нагревается до температуры выше критической, при которой проявляется сверхпроводимость, – объясняет Массимо Капоне, исследователь SISSA, принимавший участие в исследовании, – некоторые особенности сверхпроводящего состояния сохраняются, хотя основная из них – потерянный. Это состояние называется псевдощелью."
Команда, проводившая исследование, вызвала в материале состояние псевдощели, которое затем подверглось воздействию очень коротких импульсов лазерного света. "Эта обработка сделала сверхпроводник временно более" металлическим ", состояние, обычно не проявляющееся в этом состоянии.
Затем мы прервали импульсы и наблюдали за поведением материала, когда он вернулся в исходное состояние », – продолжает Капоне. "То, что мы вызвали, на самом деле является переходным состоянием – продолжающимся менее пикосекунды, – которое, как мы поняли, было связано с электрон-электронными взаимодействиями. Световые импульсы устраняют эти взаимодействия, делая электроны более свободными для движения: отсюда и металлическое состояние."
Капоне, роль которого в этом (в основном экспериментальном) исследовании заключалась в том, чтобы способствовать интерпретации собранных данных, объясняет, что, скорее всего, именно электрон-электронные взаимодействия ответственны за состояние псевдощели.
"В дополнение к предложению теоретической основы для этого явления и предоставлению нового понимания этого основного семейства сверхпроводников, наше исследование открывает важную возможность управления и модуляции характеристик сверхпроводников с помощью лазерного излучения."