Nowa wiedza na temat nadprzewodnictwa indukowanego magnetycznie
Międzynarodowy zespół naukowców, pod egidą Inicjatywy zintegrowanych infrastruktur na rzecz rozpraszania neutronów i spektroskopii mionowej (NMI3), odkrył nowy rodzaj oddziaływania między polem magnetycznym a elektronami po wewnętrznej stronie nadprzewodnika. Zjawisko to, które nie zostało wcześniej opisane, jest przedmiotem artykułu w renomowanym czasopiśmie "Science". W trakcie prowadzenia doświadczeń na monokryształach zbudowanych z ceru, kobaltu i indu (CeCoIn5) w szwajcarskim spalacyjnym źródle neutronów (SINQ) Instytutu im. Paula Scherrera (PSI) w Villingen (Szwajcaria), uczonych z Kanady, Szwajcarii, Wielkiej Brytanii i USA zaskoczyło wytworzenie się nieoczekiwanej struktury wirów elektromagnetycznych. Wiry te nie składały się tylko z elektrycznych prądów pierścieniowych. Dodatkowo, zaistniały magnetyczne momenty dipolowe (zamknięty obieg prądu elektrycznego), które zwiększały się, gdy pole magnetyczne przybierało na sile. Monokryształy zostały schłodzone do -273,10° Celsjusza. Przy tak niskich temperaturach wszelki ruch atomów zamiera, a elektrony w wykorzystanym materiale łączą się w pary, tak że materiał ten staje się nadprzewodzący i przewodzi elektryczność bez strat energii. Jednakże pary elektronów, a zatem stan nadprzewodnictwa, mogą zostać zburzone polami magnetycznymi, i dlatego nadprzewodniki są zwykle przed nimi osłaniane. Elektryczne prądy pierścieniowe, w wyniku wirów elektromagnetycznych, mogą tworzyć się, gdy osłona nie jest pełna. Według Michela Kenzelmanna z Instytutu im. Paula Scherrera (PSI), wyniki te wskazują na fundamentalne powiązanie magnetyzmu z nadprzewodnictwem. "Nasze obserwacje dają nowatorskie spojrzenie na egzotyczne cechy nadprzewodnictwa indukowanego magnetycznie", umożliwiając wyciągnięcie wniosków dotyczących mechanizmu łączenia się elektronów w pary w nadprzewodnikach magnetycznych. Naukowcy uważają, że nowo odkryta struktura wirowa jest bezpośrednio powiązana z dużymi zmianami momentów dipolowych, które działają na elektrony jak "klej" i w ten sposób powodują powstanie nadprzewodzącego kondensatu w CeCoIn5. NMI3 gromadzi 23 partnerów z 14 krajów, w tym 11 obiektów badawczych i innych zainteresowanych organizacji. Inicjatywa, zmierzająca do wspierania europejskiego rozwoju technologicznego i pomyślana jako jeden z "kamieni węgielnych Europejskiej Przestrzeni Badawczej", otrzymuje 21 milionów euro z budżetu szóstego programu ramowego (6PR).