Ученые-физики заявили о потенциальном открытии триплетного сверхпроводника – необычного типа материалов, способного внести значительный вклад в прогресс квантовых и спинтронных технологий. О результатах исследования сообщил коллектив во главе с Якобом Линдером из Норвежского университета науки и технологий).

Триплетный сверхпроводимость является одним из ключевых направлений исследований в современной физике твердого тела. В отличие от классических сверхпроводников, эти материалы обладают способностью передавать не только электрический ток, но и спин электронов, не теряя при этом энергию. Благодаря этому свойству, триплетные сверхпроводники представляют особый интерес для разработки квантовых компьютеров и создания энергоэффективных электронных устройств.

Линдер заявил, что эти материалы на протяжении долгого времени рассматриваются как важнейший объект в квантовых технологиях. Ранее существование подобных материалов удавалось подтвердить только в рамках отдельных и ненадёжных систем.

В статье, недавно вышедшей в журнале Physical Review Letters, исследователи продемонстрировали признаки триплетной сверхпроводимости в сплаве ниобия и рения (NbRe). Работа была выполнена в сотрудничестве с экспериментальными группами из Италии. В ходе изучения электрических и магнитных характеристик материала, ученые выявили особенности, не соответствующие стандартной, или синглетной, сверхпроводимости.

В стандартных сверхпроводниках электронные пары не характеризуются нулевым суммарным спином. Напротив, в триплетных сверхпроводниках такие пары обладают спином, благодаря чему становится возможна передача спиновых токов без потерь. Это перспективно для разработки сверхскоростных вычислительных систем с низким потреблением энергии.

Также триплетная сверхпроводимость позволяет формировать необычные квазичастицы – майорановские состояния, которые представляют интерес как потенциальная база для надёжных квантовых вычислений.

По мнению Линдера, материал NbRe обладает характеристиками, существенно отличающимися от свойств традиционных сверхпроводников. К его достоинствам относится достаточно высокая критическая температура, составляющая приблизительно 7 Кельвинов. Несмотря на то, что это лишь на несколько градусов выше абсолютного нуля, в квантовой физике подобный уровень считается вполне высоким и перспективным для практической реализации. Для сравнения, другие потенциальные триплетные сверхпроводники зачастую требуют температур в диапазоне 1 Кельвин и ниже, что существенно затрудняет их использование на практике.

Учёные отмечают, что преждевременно говорить об окончательном открытии. Полученные данные требуют подтверждения со стороны независимых исследовательских групп, а материал необходимо подвергнуть дополнительным испытаниям для проверки его триплетной сверхпроводимости.

Несмотря на это, ученые сохраняют оптимизм. Они утверждают, что полученные сведения свидетельствуют об открытии совершенно нового способа функционирования материала, способного послужить фундаментом для разработки перспективных квантовых и спинтронных приборов.

В случае, если полученные результаты получат подтверждение, это позволит усовершенствовать разработку вычислительных машин, способных к выполнению сложных операций с минимальным расходом энергии, и также стимулирует прогресс в области энергосберегающих технологий, применяемых в медицине, транспортной сфере и искусственном интеллекте.