Oto nowy stan skupienia materii, który przez długi czas był uznawany za niemożliwy

Egor Babaev z KTH Royal Institute of Technology przedstawił, wraz ze swoimi współpracownikami, dowody na istnienie poczwórnych fermionów w materiale opartym na żelazie i zwanym Ba1−xKxFe2As2.

Autor odkrycia podkreśla, że do pełnego zrozumienia tego stanu będzie potrzeba dalszych, wieloletnich badań. Gra jest jednak warta świeczki, ponieważ parowanie elektronów umożliwia uzyskanie kwantowego stanu nadprzewodnictwa. Takowy pojawia się na skutek łączenia się dwóch elektronów, które tworzą tzw. pary Coopera . O ile w „normalnych” warunkach takie elektrony by się odpychały, tak w tym przypadku jest wręcz przeciwnie.

Czytaj też: Jak lepiej poznać prawa fizyki? Umieszczając detektor fal grawitacyjnych na Księżycu

Aby osiągnąć ten stan, konieczne było utrzymanie elektronów w niskich temperaturach. W takich warunkach, kiedy prądy par elektronów nie ulegają rozpraszaniu, a przewodnik traci cały opór elektryczny, może powstać nowy stan materii: nadprzewodnik. Przez długi czas teorie na ten temat były podważane, a ich coraz szersza akceptacja nastąpiła w ostatnich latach. Pełne informacje w tej sprawie są dostępne na łamach Nature Physics.

Nowy stan skupienia materii pokazuje w praktyce, jak przeciwieństwa mogą się przyciągać

Współpracownik Babaeva z Technische Universtät Dresden, Vadim Grinenko, natrafił w 2018 roku na pierwsze oznaki poczwórnego kondensatu fermionów. Był to poważny krok w stronę podważenia uznawanego przez lata konsensusu naukowego. Trzy lata badań i eksperymentów spowodowały, że naukowcom udało się to potwierdzić. Jak zauważa Babaev, fermionowe poczwórne kondensaty spontanicznie łamią symetrię odwrotności czasu.

Czytaj też: Miony – szczegółowe pomiary zwiastują nadejście „nowej fizyki”

Jeśli odwróci się zwrot osi czasu, podstawowe prawa fizyki nadal obowiązują. To również obowiązuje dla typowych nadprzewodników: jeśli strzałka czasu zostanie odwrócona, typowy nadprzewodnik nadal będzie w tym samym stanie nadprzewodzącym. Jednak w przypadku kondensatu czterech fermionów, o którym informujemy, odwrócenie czasu wprowadza go w inny stan.

Egor Babaev, KTH Royal Institute of Technology