Ученые обнаружили ранее неизвестную форму сверхпроводимости в кристаллическом материале PtBi₂. Этот материал демонстрирует топологические свойства и уникальный механизм спаривания электронов, который не наблюдался в других сверхпроводниках. Отличительной особенностью PtBi₂ является шестикратная симметрия сверхпроводящего состояния, связанная с кристаллической структурой материала. В то время как традиционные сверхпроводники характеризуются сферической симметрией, а высокотемпературные купраты — четырехкратной, PtBi₂ представляет первый пример шестикратного ограниченного спаривания электронов.
Природа этого явления остается не до конца понятной, что открывает новые направления для фундаментальных исследований. Важным аспектом открытия является способность материала естественным образом генерировать частицы Майораны — гипотетические квазичастицы, которые рассматриваются как перспективные элементы для квантовых вычислений. Теоретические работы показывают, что эти состояния локализуются на краях кристалла, причем их количество можно контролировать путем создания ступенчатых структур или механической обработки материала.
Механизм сверхпроводимости в PtBi₂ включает несколько этапов: топологические поверхностные состояния ограничивают электроны внешними слоями кристалла, которые при низких температурах переходят в сверхпроводящее состояние, в то время как внутренняя часть материала сохраняет металлические свойства. Образовавшиеся частицы Майораны демонстрируют устойчивость к квантовым шумам и могут использоваться для создания защищенных от ошибок кубитов, что особенно ценно для разработки топологических квантовых компьютеров. PtBi₂ представляет собой практическую платформу для разработки квантовых устройств следующего поколения, не требующую сложных инженерных решений или экзотических условий эксплуатации.
Тем временем Airbus и Toshiba проектируют сверхпроводящий авиадвигатель.
