Сверхпроводник — это материал, который при сильном охлаждении теряет электрическое сопротивление: ток по нему течет без потерь. Ученые взяли слоистый кристалл PdTe2, похожий на стопку листов бумаги, и охладили его до температуры ниже 1,8 кельвина (это примерно -271°C). В таких условиях PdTe2 становится сверхпроводящим.

Раньше считалось, что PdTe2 — сверхпроводник первого типа: магнитное поле полностью выталкивается из него, как вода из губки при сжатии. Но в новых экспериментах с мозаичными кристаллами (состоящими из множества слегка развернутых кусочков) обнаружилось другое. Магнитное поле проникает внутрь материала в виде тонких нитей — вихрей. Это признак сверхпроводника второго типа. Переход от первого типа ко второму, вероятно, вызван беспорядком в кристалле — мелкими дефектами и границами между кусочками.

Измерения глубины проникновения магнитного поля показали, что сверхпроводящая щель (энергия, необходимая для разрыва пары электронов) одинакова во всех направлениях. Это так называемая s-волновая симметрия — как идеально круглая сфера, без выступов. Такой тип сверхпроводимости часто встречается в простых металлах, но здесь он сосуществует с необычной топологией электронных состояний PdTe2.

Это открытие делает PdTe2 удобной площадкой для изучения того, как сверхпроводимость, топология и поверхностные эффекты взаимодействуют в одном материале. Возможно, варьируя беспорядок, удастся создавать материалы с переключаемой сверхпроводимостью для будущих квантовых устройств.