superconductor asimétrico
07.09.2016
El seleniuro de bismuto Bi2Se3 es una sustancia asombrosa: este compuesto intermetálico es un aislante topológico: la corriente eléctrica fluye solo sobre su superficie, sin penetrar profundamente en el material, y si se agrega un poco de estroncio, adquiere la capacidad de pasar a un estado superconductor, es decir, conducir la corriente sin resistencia.
De acuerdo con la teoría de Bardeen - Cooper - Schrieffer, la superconductividad se lleva a cabo mediante pares de Cooper: electrones que interactúan a través de vibraciones reticulares, que parecen haberse convertido en una sola partícula. Sus espines se suman, y tal partícula tiene un valor entero de este número cuántico, es decir, obedece a las estadísticas de Bose-Einstein, y no a las de Fermi-Dirac, como los electrones individuales. Las partículas de Bose se condensan, lo que provoca la superconductividad. El campo magnético lo destruye, liberando los electrones de los enlaces entre ellos.
Pero en el caso del bismuto, obviamente, este no es el caso. La red de esta sustancia es fuertemente anisotrópica, consta de capas. Está claro que las propiedades de la materia a lo largo ya través de las capas son diferentes. Pero aquí, investigadores de la Universidad de Amsterdam con colegas de la Fundación para la Investigación Fundamental de la Materia encontraron que hay una fuerte anisotropía en direcciones paralelas a las capas: el valor del campo magnético crítico que destruye la superconductividad cambia significativamente si se orienta a lo largo diferentes direcciones de la capa.
En otras palabras, esta sustancia tiene una simetría rotacional rota; por lo general, tales violaciones son discutidas por la física de partículas elementales, no por la ciencia de los materiales. Ahora tenemos que descubrir cómo para los pares de Cooper, una dirección resulta ser mucho mejor que otras, aparentemente no diferente.
Es interesante notar que desde el siglo XIX, se han encontrado menciones de las asombrosas propiedades de los compuestos de bismuto en textos científicos dedicados a los problemas de la antigravedad.
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