Uno strano effetto quantistico appare in un superconduttore esotico

I ricercatori di Priceton hanno guidato un team internazionale che ha studiato il comportamento di superconduttori a base di ferro. Hanno osservato come l'aggiunta di impurità, sotto forma di atomi di cobalto, fosse in grado di distruggere le proprietà superconduttive del materiale.

I superconduttori tradizionali lavorano a temperature molto basse, sono quindi difficili da utilizzare nella vita di tutti i giorni perché il raffreddamento è estremamente dispendioso. Alcuni di essi, a base di ferro, sono in grado di trasportare la corrente elettrica senza resistenza anche ad alte temperature. Come sia in grado di farlo è ancora poco chiaro; il magnetismo naturale del ferro dovrebbe ostacolare questo fenomeno. Insieme ai materiali a base di grafene, sembrano essere i modi migliori per creare superconduttori ad alta temperatura.

Per studiare le proprietà di questo superconduttore, i ricercatori hanno inserito delle impurità per capire come si forma la superconduttività e come viene dissipata. L'inserimento di atomi di cobalto ha fatto scomparire le proprietà di questo materiale, che ha iniziato a lavorare come un metallo comune.

Il capo della ricerca, il professor M. Zahid Hasan, ha affermato: "Il modo in cui le proprietà superconduttive reagiscono alle impurità rivelano i dettagli a livello quantistico."

Il gruppo ha utilizzato uno strumento chiamato Microscopio a Effetto Tunnel per ottenere un'immagine dei singoli atomi, in un superconduttore composto da Litio, Ferro e Arsenico contaminato da Cobalto.

È stata una sorpresa osservare una soppressione così netta delle proprietà superconduttive; questo comportamento, che consiste in una transizione di fase quantistica, è vietato dal Teorema di Anderson. Questo teorema è stato proposto da Philip Anderson, vincitore del premio Nobel 1959, e assicura che l'effetto appena osservato non dovrebbe essere possibile. Chiaramente questa è un'eccezione a questo principio e i ricercatori stanno cercando di capire perché accade.

Un'altra caratteristica inusuale è la modifica della forma dell'Energy Gap, una funzione caratteristica della superconduttività. La forma dell'Energy Gap è indicativa del parametro d'ordine collegato alla particolare natura del materiale.

Il ricercatore Ilya Belopolski, il co-autore dello studio, spiega il significato dei risultato: "Ingenuamente, distinguere tra una superconduttività convenzionale e una superconduttività con segno cambiato richiede una misura sensibile alla fase del parametro d'ordine, che può essere estremamente difficile."