I fisici della TU di Dresda hanno scoperto campi magnetici statici spontanei con simmetria di inversione temporale rotta in una classe di superconduttori a base di ferro. Questa proprietà eccezionale richiede nuovi modelli teorici e potrebbe diventare importante nell'informatica quantistica. I risultati della ricerca sono stati recentemente pubblicati sulla rivista scientifica Fisica della natura .

Quello che è successo ieri e quello che accadrà domani sono solitamente due cose diverse e del tutto indipendenti. Il passato e il futuro della vita umana non sono simmetrici e quindi non reversibili. In fisica, questo è diverso. Le forze fondamentali della natura nelle particelle elementari, gli atomi e le molecole sono simmetrici rispetto al loro sviluppo nel tempo:avanti o indietro non fa differenza, gli scienziati la chiamano simmetria di inversione del tempo.

Per decenni questa simmetria è stata trovata anche in tutti i superconduttori. I superconduttori sono materiali in grado di condurre correnti elettriche a basse temperature senza dissipazione di energia. Una delle loro principali applicazioni è la generazione efficiente di forti campi magnetici, per esempio nella diagnosi di risonanza magnetica (MRI). Circa il 99% di tutti i materiali superconduttori conosciuti sono simmetrici a inversione temporale.

Però, per alcuni anni, i fisici hanno scoperto nuovi superconduttori che frenano la simmetria di inversione del tempo. Per spiegare queste osservazioni, il meccanismo di base della superconduttività, che è noto da più di 75 anni, doveva essere notevolmente modificato. Solo questi nuovi superconduttori sono in grado di generare spontaneamente campi magnetici interni costanti. Questo può portare a nuove applicazioni, per esempio nei dispositivi di calcolo quantistico.

Un team di ricerca internazionale guidato dal dott. Vadim Grinenko e dal prof. Hans-Henning Klauss dell'Istituto di fisica dello stato solido e dei materiali della TU di Dresda ha scoperto questo nuovo stato magnetico con simmetria di inversione temporale rotta nei superconduttori a base di ferro. La sintesi di questa versatile classe di composti intermetallici è relativamente semplice. Perciò, questi superconduttori a base di ferro hanno un enorme potenziale di applicazioni.

"Nel nostro studio, mostriamo che i superconduttori a base di ferro scoperti più di dodici anni fa continuano a rivelare nuove ricerche per la ricerca fondamentale e possibilità per nuove applicazioni, " afferma il prof. Hans-Henning Klauss.