У сучасній фізиці прийнято розглядати надпровідність з точки зору теорії Бардіна – Купера – Шриффера (теорія БКШ). У цій моделі частинки можуть формувати куперовскі пари, пов'язані й такі, що протидіють розсіюванню. Однак теорія БКШ не пояснює усі типи надпровідників, що обмежує нашу здатність створювати надійніші надпровідні матеріали, які б працювали, скажімо, при кімнатній температурі.
Цікаво Вчені навчилися добувати електрику з людського організму: дослідження
Нова теорія напівпровідності
Вчені з Цукубского університету запропонували нову модель надпровідності, яка краще розкриває фізичні принципи. Замість куперівских пар в її основу лягло "з'єднання Беррі". Цей інструмент оцінює скручування простору там, де рухаються електрони.
У стандартній теорії БКШ походження надпровідності – це спарювання електронів. У цій теорії надструм визначено як бездисипативний потік спарених електронів, тоді як окремі електрони все ще відчувають опір,
– пояснив професор Хірояші Коїдзумі.
Як приклад фізики наводять ефект Джозефсона, коли надпровідний струм протікає через тонкий шар діелектрика, що розділяє два надпровідника. Хоча він широко застосовується у високоточних детекторах магнітних полів і квантових комп'ютерах, цей ефект не вписується повністю в теорію БКШ.
У новій же теорії роль спарювання електронів – стабілізувати з'єднання Беррі, а не бути причиною самої надпровідності, а надструм – це потік окремих і спарених електронів, створений у результаті скручування простору, де рухаються електрони, викликаного з'єднанням Беррі.
Чому це важливе відкриття і що воно дає
Відкриття японських учених може спричинити стрибок у прогресі з квантовими комп'ютерами і енергетикою. Нове розуміння надпровідності надасть змогу краще вивчити цей процес та у майбтньому створити ефективніші та надійніші надпровідники, які здатні працювати при менших температурах, що є ключовим вирішенням проблеми роботи квантових комп'ютерів.