Das eisenbasierte Supraleitermaterial Ba1−xKxFe2As2. Vadim Grinenko, Federico Caglieris/KTH Royal Institute of Technology
Vor zwanzig Jahren sagten Wissenschaftler zum ersten Mal Elektronenvierlinge voraus. Jetzt KTH-Professor Egor Babaev, mit Hilfe internationaler Mitarbeiter, hat Beweise enthüllt der Fermionenvervierfachung in einer Reihe von experimentellen Messungen am eisenbasierten Material, Ba1−xKxFe2As2.
Dies ist der allererste experimentelle Beweis für diesen Vervierfachungseffekt und den Mechanismus, durch den dies geschiehtSachzustand tritt auf.
"Es wird wahrscheinlich viele Jahre dauern, diesen Zustand vollständig zu verstehen", sagte Babaev in einer Erklärung. "Die Experimente eröffnen eine Reihe neuer Fragen und enthüllen eine Reihe anderer ungewöhnlicher Eigenschaften, die mit seiner Reaktion auf thermische Gradienten verbunden sind.Magnetfelder und Ultraschall, die noch besser verstanden werden müssen."
Elektronenpaarungen ermöglichen den Quantenzustand von Supraleitung. Dieser Zustand tritt innerhalb eines Materials als Ergebnis der Bindung zweier Elektronen auf, anstatt sich gegenseitig abzustoßen.
Diese Paarungen werden als Cooper-Paare bezeichnet und werden im Wesentlichen durch das "Gegensätze, die sich anziehen"-Prinzip erzeugt. Unter normalen Umständen würden sich zwei Elektronen – die negativ geladene subatomare Teilchen sind – einander stark abstoßen.
Aber bei niedrigen Temperaturen in einem Kristall streuen die Ströme von Elektronenpaaren nicht mehr an Defekten und Hindernissen und ein Leiter kann seinen gesamten elektrischen Widerstand verlieren und wird zu einem neuen Aggregatzustand: einem Supraleiter.
In den letzten Jahren haben wir gesehen, dass die Idee von Vier-Fermionen-Kondensaten langsam allgemein akzeptiert wird.
Babaevs experimenteller Mitarbeiter an der Technischen Universität Dresden, Vadim Grinenko, fand 2018 die ersten Anzeichen eines sich vervierfachenden Fermionskondensats, das gegen Jahre vorherrschender wissenschaftlicher Übereinstimmung.
Also mussten der Beobachtung natürlich drei Jahre des Experimentierens und der Untersuchung folgen, um den Befund zu validieren.Babaev fügte auch hinzu, dass fermionische Vierfachkondensate spontan die Zeitumkehrsymmetrie brechen.
Er sagte weiter, dass dies auch für typische Supraleiter gilt: Wenn der Zeitpfeil umgekehrt wird, wäre ein typischer Supraleiter immer noch im gleichen supraleitenden Zustand."Im Fall eines Vier-Fermionen-Kondensats, von dem wir berichten, bringt es die Zeitumkehr jedoch in einen anderen Zustand", schloss er.