Ток бежит по тайным тропам экспресс
В кристалле CsV3Sb5-xSnx, который при низких температурах становится сверхпроводником, ток течёт не сплошным потоком, а по узким извилистым дорожкам. Разглядеть эти дорожки помог сканирующий микроскоп с чувствительным датчиком магнитного поля — он улавливает малейшие токи, словно эхолот прощупывает дно. Картина напоминает сеть ручьёв, прорезающих горную породу: одни участки пропускают ток, другие остаются заблокированными.
Эти токовые каналы возникают ровно при той температуре, когда материал теряет сопротивление. Дальше они живут своей жизнью: не исчезают при нагреве и не размываются, даже если пустить ток посильнее. Их поведение нелинейно — ток растёт не плавно, а скачками. Это выдаёт, что каналы работают как цепочка джозефсоновских контактов (мест, где сверхток просачивается через тонкий барьер). Такой «ручейковый» транспорт естественно объясняет давние загадки: почему в материале возникает самопроизвольный диодный эффект (ток легче течёт в одну сторону) и откуда берутся внутренние джозефсоновские переходы.
Эксперимент впервые дал пространственную карту того, как течёт сверхток в кагоме-сверхпроводниках. Раньше о внутреннем устройстве судили только по общим электрическим измерениям — словно о рельефе дна гадали по ряби на воде. Теперь видно, что материал сам разбивается на проводящие нити, и это разбиение усиливается примесями. Такой подход открывает путь к локальному изучению и других систем, где сосуществуют и борются разные типы порядка.
Кагоме — это узор плетёной корзины из переплетённых треугольников. В кристаллах с такой решёткой электроны ведут себя особенно причудливо из-за геометрической фрустрации.