(sinistra) Diagramma di fase superconduttore (SC) di CeRh2As2 per un campo magnetico sull'asse c determinato da varie sonde sperimentali. La linea di fase nello stato SC indica una transizione tra diversi parametri di ordine SC, da uno stato di parità di campo basso a uno stato di parità di campo alto, (a destra) che è coerente con un modello teorico suggerito. Credito:© MPI CPfS
Il fenomeno della superconduttività, fornendo la trasmissione di corrente senza dissipazione e una serie di proprietà magnetiche uniche derivanti dalla coerenza quantistica macroscopica, fu scoperto per la prima volta oltre un secolo fa. Non è stato capito fino al 1957, dopo di che divenne subito chiaro che in linea di principio potevano esistere superconduttori con un'ampia varietà della caratteristica fondamentale spesso indicata come parametro d'ordine. Fino alla fine degli anni Settanta, però, tutti i superconduttori trovati sperimentalmente avevano la stessa classe di parametri d'ordine.
Da allora sono stati scoperti molti aspetti della varietà attesa di parametri d'ordine, ma restava un fatto sorprendente. Una caratteristica comune di non standard, o parametri di ordine "non convenzionali" è che il superconduttore dovrebbe essere contemporaneamente molto vicino a più di uno di essi, e che dovrebbe essere possibile sintonizzarsi dall'uno all'altro apportando modifiche abbastanza piccole alle condizioni come la temperatura, pressione o campo magnetico. Sebbene nell'ultimo mezzo secolo siano stati scoperti decine di superconduttori non convenzionali, c'erano buone prove termodinamiche di più di una fase superconduttiva solo in uno o due materiali.
La recente scoperta della superconduttività a due fasi in CeRh 2 Come 2 dai membri dell'Istituto Max Planck per la fisica chimica dei solidi (MPI CPfS Dresden) è quindi una pietra miliare nel settore.
Una collaborazione guidata da Seunghyun Khim e Christoph Geibel del dipartimento di fisica dei materiali quantistici ed Elena Hassinger del gruppo di fisica dei metalli non convenzionali e dei superconduttori, con il contributo dei gruppi di Manuel Brando e Andy Mackenzie, ha scoperto due fatti chiave sul materiale. in primo luogo, CeRh 2 Come 2 ha uno dei più alti rapporti tra campo magnetico critico e temperatura di transizione superconduttore di qualsiasi superconduttore noto.
In secondo luogo, quando il campo (quando applicato lungo una direzione speciale rispetto agli assi del cristallo) viene sollevato, c'è una chiara transizione tra due diversi parametri di ordine superconduttore, portando a firme in varie proprietà termodinamiche. In una collaborazione internazionale con i teorici Daniel Agterberg di U. Wisconsin e Philip Brydon di U. Otago, hanno inoltre dimostrato che questo può essere compreso in termini di una speciale combinazione di simmetrie locali e globali che si verificano in CeRh 2 Come 2 ma non in nessun altro materiale superconduttore scoperto finora.
Le scoperte, pubblicato online il 26 agosto 2021 da Scienza rivista, ci si può aspettare che generino direzioni di ricerca completamente nuove; infatti sono già apparsi diversi articoli teorici di gruppi di tutto il mondo basati sulla prestampa archiviata che descrive la nostra ricerca.
