Ученые MIT определили важный параметр сверхпроводимости в «магическом» графене

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) и Гарвардского университета впервые смогли зафиксировать так называемую «сверхтекучую жёсткость» в «магическом» графене — уникальном материале, состоящем из нескольких слоёв графена, повернутых относительно друг друга под специфическим углом. Это значительное достижение может привести к новым прорывам в сфере квантовых вычислений и глубже узнать механизмы сверхпроводимости.

Ученые разработали инновационный экспериментальный метод для измерения сверхтекучей жёсткости в двумерных материалах. Этот параметр отражает, насколько свободно электронные пары могут перемещаться внутри материала, что является критически важным для сверхпроводимости.

Для выполнения измерений была создана методика, объединяющая небольшой образец «магического» графена с алюминиевым микроволновым резонатором. Процесс был весьма сложным из-за высокой хрупкости материала, что требовало исключительной точности для получения корректных данных.

Результаты показали, что сверхпроводимость в «магическом» графене в значительной степени определена квантовой геометрией — своеобразной «формой» доступных квантовых состояний в данной среде. Исследователи зафиксировали десятикратное превышение сверхтекучей жёсткости по сравнению с теоретическими ожиданиями.

«Мы наблюдали температурную зависимость, которая точно согласуется с предсказаниями теории квантовой геометрии, что является убедительным доказательством значимости квантовой геометрии в контроле сверхтекучей жёсткости в данном материале», — объясняет соавтор исследования Миуко Танака.

Полученные данные открывают новые горизонты в изучении свойств двумерных материалов и предлагают потенциально новые направления их использования в квантовых вычислениях.

«Существует множество двумерных сверхпроводников, ждущих своего исследования. Мы лишь начинаем раскрывать их потенциал», — добавляет Джоэл Ванг, научный сотрудник Лаборатории электроники MIT и соавтор работы.

Источник: iXBT