Ланкастерські вчені продемонстрували, що нещодавнє «відкриття» іншими фізиками ефекту поля в надпровідних металах — це не що інше, як гарячі електрони.
Команда вчених з факультету фізики Ланкастера знайшла нові і переконливі докази того, що спостереження за ефектом поля в надпровідних металах іншою групою можна пояснити простим механізмом, що включає інжекцію електронів, без необхідності нової фізики.
Доктор Сергій Кафанов, який ініціював цей експеримент, сказав: «Наші результати однозначно спростовують твердження про ефект електростатичного поля, на яке стверджувала інша група. Це повертає нас на землю і допомагає підтримувати здоров’я дисципліни».
До експериментальної групи також входять Ілля Голоколенов, Ендрю Гатрі, Юрій Пашкін, Віктор Цепелін.
Їхня робота опублікована в останньому номері видання Природа зв'язку.
Надпровідні схеми знаходять застосування в зондуванні та обробці інформації. Авторство: Ланкастерський університет
Коли певні метали охолоджуються до температури на кілька градусів вище абсолютного нуля, їхній електричний опір зникає — це вражаюче фізичне явище, відоме як надпровідність. Відомо, що багато металів, включаючи ванадій, який використовувався в експерименті, виявляють надпровідність при досить низьких температурах.
Протягом десятиліть вважалося, що надзвичайно низький електричний опір надпровідників повинен зробити їх практично непроникними для статичних електричних полів, завдяки тому, як носії заряду можуть легко влаштуватися, щоб компенсувати будь-яке зовнішнє поле.
Тому фізичне співтовариство стало шоком, коли ряд нещодавніх публікацій стверджували, що досить сильні електростатичні поля можуть впливати на надпровідники в нанорозмірних структурах, і намагалися пояснити цей новий ефект за допомогою відповідної нової фізики. Пов’язаний ефект добре відомий у напівпровідниках і лежить в основі всієї напівпровідникової промисловості.
Команда Ланкастера вмонтувала подібний нанорозмірний пристрій у мікрохвильову порожнину, що дозволило їм вивчати ймовірне електростатичне явище за набагато коротші терміни, ніж досліджували раніше. За короткий проміжок часу команда могла побачити явне збільшення шуму та втрат енергії в порожнині — властивості, тісно пов’язані з температурою пристрою. Вони припускають, що в інтенсивних електричних полях електрони високої енергії можуть «стрибнути» в надпровідник, підвищуючи температуру і, отже, збільшуючи диссипацію.
Це просте явище може коротко пояснити походження «ефекту електростатичного поля» в нанорозмірних структурах без будь-якої нової фізики.
Довідка: 12 травня 2021 р., Природа зв'язку.
DOI: 10.1038/s41467-021-22998-0
