Новый сверхпроводник YbSb2 с нарушением временной симметрии открывает путь к квантовым вычислениям

Прорыв в сверхпроводимости: материал YbSb2

Как сообщает НВ — Техно: Международная команда физиков представила уникальный сверхпроводник первого рода YbSb2, способный нарушать временную симметрию. Результаты исследований опубликованы в авторитетном издании Physical Review Letters и обещают значительный вклад в развитие квантовых вычислений и топологических квантовых материалов.

Синтезированный 2 октября, YbSb2 относится к сверхпроводникам первого рода - это значит, что он полностью вытесняет магнитное поле и теряет сверхпроводимость при достижении критического магнитного поля. В отличие от сверхпроводников второго рода, которые обладают двумя критическими полями и допускают проникновение магнитного поля в форме квантованных вихрей без сопротивления, YbSb2 демонстрирует классическое поведение первого рода.

Характеристики и методы изучения YbSb2

Процесс синтеза монокристаллов YbSb2 был проведён под руководством учёных из Индийского института научного образования и исследований в Бхопале. Анализ с помощью рентгеновской дифракции и измерения удельной теплоёмкости подтвердили высокую химическую чистоту образцов и наличие энергетического барьера, препятствующего распаду куперовских пар. Дополнительные эксперименты с использованием мюонной спиновой спектроскопии выявили спонтанное возникновение внутренних магнитных полей после перехода вещества в сверхпроводящее состояние.

Особенностью YbSb2 является изменение направления магнитных полей при обращении времени, что служит доказательством нарушения временной симметрии. Электроны в этом материале образуют спиновый триплет с суммарным магнитным моментом, что позволяет реализовать данное нарушение без внешних магнитных воздействий. Кроме того, при низких температурах на поверхности сверхпроводника могут появляться майорановские моды - квантовые возбуждения, обладающие свойствами собственных античастиц.

Это открытие имеет особое значение для создания топологических квантовых материалов, способных эффективно защищать квантовую информацию от тепловых и электромагнитных помех. В перспективе на основе YbSb2 могут быть разработаны новые технологии в области квантовых вычислений, что подчёркивает важность данного исследования для будущего науки.

Обнаружение сверхпроводника YbSb2 с уникальными свойствами временного нарушения открывает новые горизонты в квантовой физике и стимулирует создание инновационных квантовых материалов.

В результате это может привести к появлению более устойчивых и продуктивных квантовых вычислительных систем, способных работать в реальных условиях с внешними воздействиями. Для русскоязычных исследователей и технологов это открытие представляет значительный интерес, учитывая растущую роль квантовых технологий в мировой науке и промышленности.