Superconduttori con “zeitgeist” quando i materiali si differenziano tra passato e futuro
I fisici della TU di Dresda hanno scoperto campi magnetici statici spontanei con simmetria inversa del tempo rotta in una classe di superconduttori a base di ferro. Questa eccezionale proprietà richiede nuovi modelli teorici e può diventare importante nel calcolo quantistico. I risultati della ricerca sono stati recentemente pubblicati sulla rivista scientifica Nature Physics.
Quello che è successo ieri e quello che succederà domani sono di solito due questioni diverse e abbastanza indipendenti. Il passato e il futuro della vita umana non sono simmetrici e quindi non reversibili. In fisica, questo è diverso. Le forze fondamentali della natura nelle particelle elementari, atomi e molecole sono simmetriche rispetto al loro sviluppo nel tempo: avanti o indietro non fa alcuna differenza, gli scienziati chiamano questa simmetria di inversione temporale.
Per decenni questa simmetria è stata trovata anche in tutti i superconduttori. I superconduttori sono materiali che possono condurre correnti elettriche a basse temperature senza dissipazione di energia. Una delle loro principali applicazioni è la generazione efficiente di forti campi magnetici, ad esempio nella diagnosi di risonanza magnetica (MRI). Circa il 99% di tutti i materiali superconduttori noti sono simmetrici all’inversione del tempo.
Tuttavia, per alcuni anni, i fisici hanno scoperto nuovi superconduttori che frenano la simmetria di inversione del tempo. Per spiegare queste osservazioni, il meccanismo di base della superconduttività, noto da oltre 75 anni, ha dovuto essere considerevolmente modificato. Solo questi nuovi superconduttori sono in grado di generare spontaneamente campi magnetici interni costanti. Ciò può portare a nuove applicazioni, ad esempio nei dispositivi di calcolo quantistico.
Un gruppo di ricerca internazionale guidato dal dott. Vadim Grinenko e dal prof. Hans-Henning Klauss dell’Istituto di fisica dei materiali solidi e dei materiali presso la TU di Dresda ha scoperto questo nuovo stato magnetico con una simmetria di inversione del tempo rotta nei superconduttori a base di ferro. La sintesi di questa versatile classe di composti intermetallici è relativamente semplice. Pertanto, questi superconduttori a base di ferro hanno un enorme potenziale per le applicazioni.
“Nel nostro studio, dimostriamo che i superconduttori a base di ferro scoperti più di dodici anni fa continuano a rivelare nuove ricerche per la ricerca fondamentale e possibilità di nuove applicazioni”, afferma il Prof. Hans-Henning Klauss.
Pubblicazione originale:
V. Grinenko, R. Sarkar, K. Kihou, CH Lee, I. Morozov, S. Aswartham, B. Büchner, P. Chekhonin, W. Skrotzki, K. Nenkov, R. Hühne, K. Nielsch, S. -L. Drechsler, VL Vadimov, MA Silaev, PA Volkov, I. Eremin, H. Luetkens e H.-H. Klauss, “Superconduttività con simmetria inversa del tempo rotta all’interno di uno stato dell’onda s superconduttiva” Nature Physics, 10.1038 / s41567-020-0886-9. URL: https://www.nature.com/articles/s41567-020-0886-9
