Ученые из Массачусетского технологического института и Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США стали на шаг ближе к разгадке механизма явления высокотемпературной сверхпроводимости. Благодаря технологии молекулярно-лучевой эпитаксии они смогли сузить круг поисков ответа на вопрос, откуда берется сверхпроводимость и как научиться использовать ее при комнатной температуре.

Поиск таинственного механизма, лежащего в основе высокотемпературной сверхпроводимости, является одной из важнейших задач современной физики.

Дело в том, что сверхпроводимость позволяет электрическому току проходить по проводам практически без потерь. Создание дешевых сверхпроводящих материалов обещает настоящую революцию во всех отраслях: от огромной экономии в сфере транспортировки энергии, до сверхемких аккумуляторов в мобильных телефонах. К сожалению, до сих пор сверхпроводящее состояние вещества можно получить лишь при очень низких температурах, что ограничивает широкое распространение технологии.

Проблема усугубляется тем, что ученые до сих пор не имеют детальной модели высокотемпературной сверхпроводимости, а значит – создать «бытовые» сверхпроводники не представляется возможным.

Чтобы решить эту проблему, американские ученые сосредоточились на одном из наиболее вероятных кандидатов на роль инициатора сверхпроводимости – такт называемых электронных волнах. Эти волны возникают в проводниках под воздействием очень низких температур и представляют собой особые коллективные состояния электронов, которые называются волны зарядовой плотности. Эти волны похожи на волны воды на поверхности озера, только состоят из подвижных электронов.

Многие ученые полагают, что именно электронные волны являются причиной возникновения сверхпроводимости, однако чтобы доказать это, современных методик было недостаточно.

Ученые из Массачусетского технологического института и Брукхейвенской национальной лаборатории решили использовать передовую технику спектроскопии сверхбыстрых процессов с помощью интенсивных лазерных импульсов. Для этого была выращена идеально ровная на атомарном уровне пленка из LaSrCuO, которую затем с двух сторон облучали лазерным светом. Это позволяет создать в пленке электронную волну, достаточную для изучения ее влияния на сверхпроводимость.

К сожалению, выяснилось, что

волны зарядовой плотности не являются той самой заветной причиной возникновения эффекта сверхпроводимости. Волны сохранялись даже при температуре значительно более высокой, чем та, при которой возникает сверхпроводимость. При этом в других образцах высокотемпературных проводников электронные волны не появлялись вообще.

Таким образом, теперь ученым известно, что

загадка сверхпроводимости кроется не в волнах зарядовой плотности. На первый взгляд это отрицательный результат, но, тем не менее, он суживает круг поиска и является важным шагом к раскрытию заветной тайны сверхпроводимости.