عرف فيزيائيو المادة المكثفة أن CeRh2As2 كان موصلًا فائقًا غير تقليدي ، لكنهم لم يقدروا مدى كونه غير تقليدي حتى ألقى فريق دولي من الباحثين نظرة فاحصة على سلوكه في المجالات المغناطيسية العالية. وفقًا لآخر النتائج التي توصل إليها الباحثون في معهد ماكس بلانك للفيزياء الكيميائية للمواد الصلبة (MPI CPfS) في دريسدنوألمانيا و الزملاء CeRh2As2 هي واحدة من عدد قليل من المواد التي تفتخر بحالة التوصيل الفائق التكافؤ الفردي - أي أنها مستقرة في المجالات المغناطيسية المطبقة في اتجاهات معينة.
عادة ما توجد الموصلية الفائقة في شكلين. يتم تدمير الأول بسهولة من خلال وجود مجال مغناطيسي ويقال إن له تكافؤًا متساويًا - أي أن الدالة الموجية لحالة التوصيل الفائق متناظرة فيما يتعلق بنقطة انعكاس. والثاني مستقر في المجالات المغناطيسية المطبقة في اتجاهات معينة وله تكافؤ فردي - أي أن دالة الموجة غير متماثلة.
في المواد ذات الموصلية الفائقة ذات التكافؤ الفردي ، يجب أن يُظهر الحقل الحرج الذي تختفي فيه الموصلية الفائقة اعتمادًا مميزًا على الزاوية ، كما يوضح قائد الدراسة ايلينا هسينجر. ومع ذلك ، فإن الموصلية الفائقة ذات التكافؤ الغريب نادرة وقليلة فقط من المواد (بما في ذلك أوبت3 و الموصلات الفائقة المغناطيسية الحديدية UCoGe و URhGe و UGe2 و UTe2) من المعروف أنها تمتلكها - ولا يعرض أي منها اعتماد الزاوية المتوقع.
حالات المجال المنخفضة والعالية
CeRh2As2 هو ما يسمى بمركب الفرميون الثقيل الذي وجد مؤخرًا أنه يعرض حالتين فائقتي التوصيل: حالة الحقل المنخفض وحالة الحقل الأعلى التي تظهر عندما يتم تطبيق مجال مغناطيسي قدره 4 ت على طول اتجاه معين للبنية البلورية للمادة ( المحور ج). أظهر Hassinger وزملاؤه في عملهم أن اعتماد الزاوية في CeRh2As2 هو بالضبط ما هو متوقع من حالة التكافؤ الفردي.
لقد حصلوا على هذه النتيجة عن طريق قياس القابلية المغناطيسية للتيار المتردد للمادة ، وعزم الدوران المغناطيسي والحرارة النوعية كدالة لدرجة الحرارة ، والمجال المغناطيسي المطبق واتجاهات المجال المغناطيسي المختلفة فيما يتعلق بالمحاور البلورية. في هذه التجارب ، كانت درجات الحرارة شديدة الانخفاض أقل من 1 كلفن ومجالات مغناطيسية عالية تصل إلى 36 تسن كانت مطلوبة.
ينضم المنغنيز إلى عائلة جديدة من الموصلات الفائقة
يقول هاسنجر: "لقد قارنا مخططات الطور الناتجة بنموذج أعده المتعاونون الدوليون لدينا والذي يحتوي على كل من حالات التوصيل الفائق الزوجي والتكافؤ الفردي" عالم الفيزياء. "النموذج الذي استخدمناه بسيط ولكنه قوي لأنه يعتمد على تناظر البلورة ويعتمد على عدد محدود جدًا من المعلمات. يمكنه إعادة إنتاج نتائجنا التجريبية بشكل مثالي تقريبًا.
"ظل الباحثون يبحثون عن الموصلية الفائقة ذات التكافؤ الغريب لفترة طويلة و CeRh2As2 تسمح لنا بالتحقيق في خصائص هذا النوع من الموصلية الفائقة - أي آليات اقتران الإلكترون في اللعب [المسؤولة] عن كيفية تطور الموصلية الفائقة "، تضيف. "المادة مهمة أيضًا لمزيد من فهم تفاعل الموصلية الفائقة مع الحالات المرتبة الأخرى التي تمت ملاحظتها سابقًا - على سبيل المثال ، حالة موجة الكثافة الرباعية والحالة المغناطيسية المضادة التي تظهر عند درجة حرارة مماثلة للناقلية الفائقة."
تم الإبلاغ عن التفاصيل الكاملة للبحث في PRX.
