Сверхпроводник — это материал, по которому ток течёт без потерь, как вода по идеально гладкой трубе. Но чтобы труба стала идеальной, её нужно охладить до очень низкой температуры. Физики давно ищут способы сделать такую трубу при температуре потеплее, и одна из подсказок — квантовая критическая точка.
В этой работе авторы взяли три очень разных материала: неупорядоченный нитрид ниобия, гранулированный алюминий и соединение церия с кобальтом и индием. Все три охладили до температуры ниже минус 270 градусов Цельсия и посветили на них светом, измеряя, как материал этот свет поглощает и отражает. Оказалось, что у всех трёх материалов сверхпроводимость появляется именно тогда, когда материал находится рядом с квантовой критической точкой.
Это похоже на то, как три разных оркестра начинают играть одну и ту же мелодию, когда дирижёр встаёт на определённое место на сцене. Сами оркестры разные, инструменты разные, но музыка одна и та же. Так и здесь: разные материалы, разные структуры, но одна и та же закономерность.
Работа важна не только сама по себе. Она показывает, что квантовая критическая точка — это не просто любопытная деталь, а настоящий перекрёсток, где рождается сверхпроводимость. Если научиться управлять этим перекрёстком, можно будет создавать материалы, которые проводят ток без потерь при более высоких температурах, а это изменит и энергетику, и транспорт, и медицинскую технику.
Сверхпроводники уже используют в аппаратах МРТ: там магнитное поле создаётся катушкой из сверхпроводящего провода, который не греется и не теряет энергию.