A szupravezetés “Lázár-fázisa”
Általában a szupravezetők érzékenyek a mágneses térre: viszonylag kis erősségnél gyengül a szupravezetés, túl erős terekben pedig teljesen megszűnik. Az UTe2 viszont már 10 tesla alatt elveszíti ezt a képességét, ám váratlanul, 40 tesla felett újra megjelenik – ez pedig nagyjából százszor erősebb mező, mint amit a legtöbb ismert szupravezető elbír. Jellemző módon ezt a váratlan visszatérést a kutatók Lázár-fázisnak nevezik. Az is megdöbbentő, hogy ennek a fázisnak a kialakulása nagyban függ attól, hogyan áll a mágneses tér a kristály térbeli irányához képest.
A kutatócsoport háromdimenziós, toroidális, vagyis fánkszerű szupravezető zónákat mért ki a kristály egy adott tengelye körül.
Új elmélet a furcsa viselkedésre
Mindeközben elméleti magyarázatra is szükség volt. Egy új modell született, amely figyelembe veszi, hogy a Cooper-párok (a szupravezetésért felelős elektronpárok) saját impulzusmomentummal rendelkeznek, mintha forognának. Amikor mágneses tér éri őket, iránytól függő hatás alakul ki: bizonyos szögekben a szupravezetés újjászületik.
A modell kiválóan egyezik a mérésekkel, és érzékletesen szemlélteti, hogy miért csak bizonyos orientációban tér vissza a szupravezetés ebben a különleges anyagban.
Metamágneses ugrás és szupravezetés összjátéka
Mindazonáltal a kutatók szerint ahhoz, hogy a Lázár-fázis elinduljon, adott irányban hirtelen megnő az anyag mágnesessége, amit metamágneses átmenetnek neveznek. Ez az ugrás is nagyban irányfüggő, és pont ott jelentkezik a nagy térerősségű szupravezetés, ahol a mágneses tér eléri ezt a kritikus értéket.
A mostani eredmények segítenek jobban érteni, hogyan létezhet egyszerre erős mágnesesség és szupravezetés egyetlen anyagban. A kutatás során amerikai laboratóriumok és egyetemek közösen dolgoztak, az anyagi támogatást az Amerikai Energiaügyi Minisztérium és a Nemzeti Tudományos Alap biztosította.
