В своем стремлении понять те механизмы, которые стоят за трансформацией в сверхпроводники некоторых магнитных материалов, сотрудники из Брукхэвенской лаборатории, принадлежащей Министерству энергетики США, а также Корнелльского университета, разработали новую экспериментальную технику по высокоточному измерению энергии связи куперовских (электронных) пар и зависимости ее от направления.
«Проведенные измерения дают возможность различать уровни энергии, которые составляют 1/10000 энергии светового одиночного фотона — беспрецедентный уровень точности визуализации электронных процессов, — сказал Симус Дэвис, являющийся руководителем исследования, старшим физиком Брукхэвенской лаборатории и почетным профессором физики в Корнелльском университете. — Подобная точность весьма важна для формулирования то теории, которая способна пролить свет на механизмы магнитной сверхпроводимости и помочь сделать возможным поиск либо создание материалов, которые будут пригодны для переноса энергии с минимальными потерями».
В методе, который получил название quasiparticle scattering interference (обеспечение взаимодействия рассеянных квазичастиц), при помощи сконструированного Дэвисом сканирующего спектроскопического туннельного микроскопа та величина силы, которая удерживает электронные пары вместе, измеряется в качестве функции того направления, в котором они передвигаются.
В том случае, если магнетизм является действительно причиной появления электронных пар, ученые планируют выявить заметную анизотропию (то есть зависимость от направления) связующей силы, так как магнитное поле по своей природе всегда обладает направлением. Соответственно, как описал Дэвис, ожидается, что те электронные пары, которые движутся в одном направлении, сильно будут «склеены», а в иных — подобная связь вообще может отсутствовать.
Итоги данного исследования подводятся в статье под названием «Imaging Cooper pairing of heavy fermions in CeCoIn5», которая была опубликована в журнале Nature Physics.