Физики теоретически исследовали квазикристаллический сверхпроводник, помещенный в сильное магнитное поле при низкой температуре. Оказалось, что в таком случае в веществе должна возникнуть необычная форма сверхпроводимости, для которой характерна неоднородность в пространстве, пишут авторы в журнале Physical Review Research.

Квазикристаллы — это вещества с упорядоченной структурой, но отсутствием дальнего порядка. Они характеризуются запрещенными симметриями, то есть расположение атомов в них соответствует пересечению трехмерного пространства со строго периодической структурой в пространстве более высокой размерности.

В дополнение к отсутствию строгой периодичности квазикристаллы обладают свойством фрактальности на различных масштабах. Из-за этого, в отличие от обычных кристаллов, в них невозможно определить полноценное обратное пространство, координатами которого являются импульсы частиц. В связи с этим электронные свойства квазикристаллов сложно исследовать, так как для них неприменимы многие понятия, такие как поверхности Ферми.

Стандартная теория сверхпроводимости (модель Бардина — Купера — Шриффера, БКШ) предполагает объединение в пары электронов с противоположными импульсами. Так как в квазикристалле существуют проблемы с определением импульса, то такое вещество кажется неподходящим для возникновения сверхпроводящей фазы. Тем не менее, в 2018 году ученые выяснили, что связанные со сверхпроводимостью явления наблюдаются в сплаве с квазикристаллической структурой, хотя в данном случае нельзя утверждать о строгой зависимости между этими феноменами.

В работе физиков Сиро Сакаи (Shiro Sakai) и Рётаро Арита (Ryotaro Arita) из Института физико-химических исследований RIKEN в Японии теоретически исследуются свойства квазикристалла при низких температурах и сильных магнитных полях.