Οι υπεραγωγοί είναι υλικά που άγουν το ηλεκτρικό ρεύμα χωρίς αντίσταση και αποβάλλουν τα μαγνητικά πεδία σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Μια από τις πιο ενδιαφέρουσες ιδιότητες ορισμένων ασυνήθιστων υπεραγωγών είναι η παραβίαση της συμμετρίας αναστροφής χρόνου, κατά την οποία το υλικό παράγει αυτόματα εσωτερικά μαγνητικά πεδία.
Η παραβίαση των κανόνων από το YbSb2
Μέχρι σήμερα, το φαινόμενο αυτό παρατηρούνταν αποκλειστικά σε υπεραγωγούς τύπου II. Ερευνητές από το Ινστιτούτο Επιστημονικής Εκπαίδευσης και Έρευνας Bhopal της Ινδίας, με επικεφαλής τον Anshu Kataria, ανακάλυψαν ότι το υλικό YbSb2 αποτελεί τον πρώτο υπεραγωγό τύπου I που εμφανίζει αυτή τη συμπεριφορά. Η δημοσίευση έγινε στο περιοδικό Physical Review Letters.
Η ερευνητική ομάδα δημιούργησε μονοκρυστάλλους του υλικού και επιβεβαίωσε την ταξινόμησή του ως τύπου I, καθώς απωθεί πλήρως τα εξωτερικά μαγνητικά πεδία. Για τη μελέτη της εσωτερικής του συμπεριφοράς, οι επιστήμονες έψυξαν το υλικό κοντά στο απόλυτο μηδέν και χρησιμοποίησαν μιόνια ως ευαίσθητους ανιχνευτές. Κατά τη μετάβαση στην υπεραγώγιμη κατάσταση, καταγράφηκαν αυτόματα εσωτερικά μαγνητικά πεδία, επιβεβαιώνοντας την παραβίαση της συμμετρίας.
Νέες προοπτικές στην κβαντική φυσική
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι τα εσωτερικά αυτά πεδία προέρχονται από μια μη συμβατική υπεραγώγιμη φάση. Υπολογιστικά μοντέλα υποδεικνύουν την πιθανή ύπαρξη επιφανειακών καταστάσεων Majorana, γεγονός που ανοίγει το ενδεχόμενο το YbSb2 να αποτελεί τοπολογικό υπεραγωγό.
Η ανακάλυψη αυτή ανατρέπει την παραδοσιακή αντίληψη για τους υπεραγωγούς τύπου I, δείχνοντας ότι μπορούν να φιλοξενήσουν εξωτικές κβαντικές καταστάσεις. Το εύρημα διευρύνει τους ορίζοντες της θεμελιώδους φυσικής και προσφέρει νέες κατευθύνσεις για τη μελέτη της κβαντικής ύλης.