Согласно исследованию, опубликованному Техническим университетом Дрездена 26 декабря 2025 года, новый сверхпроводник, платина-висмут-два (PtBi₂), демонстрирует нетрадиционные сверхпроводящие свойства, бросающие вызов установленным принципам физики. Этот материал, блестящий серый кристалл, проявляет сверхпроводимость исключительно на своих внешних поверхностях, где электроны текут без сопротивления, в то время как его внутренняя часть остается обычным металлом. Такое поведение отличается от поведения обычных сверхпроводников, где весь материал переходит в сверхпроводящее состояние.

Более того, спаривание электронов на поверхности происходит по беспрецедентной схеме, противоречащей известным правилам сверхпроводимости. Исследователи обнаружили шесть направлений, в которых электроны не могут спариваться, что делает PtBi₂ уникальным среди сверхпроводников. «Внутри платины-висмута-два происходит что-то неожиданное», — заявил Йохен Тамм из Технического университета Дрездена, подчеркивая эту аномалию.

Сверхпроводимость, способность определенных материалов проводить электричество с нулевым сопротивлением ниже критической температуры, является предметом интенсивных исследований из-за ее потенциала революционизировать передачу энергии, транспорт и вычислительную технику. Обычные сверхпроводники подчиняются теории Бардина-Купера-Шриффера (БКШ), которая объясняет сверхпроводимость как образование куперовских пар, в которых электроны связываются вместе из-за взаимодействия с кристаллической решеткой. Однако поведение PtBi₂ предполагает наличие другого механизма.

Открытие нетрадиционных сверхпроводников, таких как PtBi₂, может иметь значительные последствия для технологического прогресса. Передача электроэнергии с нулевым сопротивлением может значительно снизить потери энергии, а более эффективные сверхпроводящие магниты могут улучшить медицинскую визуализацию и ускорители частиц. Уникальное спаривание электронов в PtBi₂ может также вдохновить новые подходы к квантовым вычислениям, потенциально приводя к созданию более стабильных и мощных кубитов.

В настоящее время исследовательская группа изучает основные механизмы, ответственные за необычную сверхпроводимость в PtBi₂. Они используют передовые спектроскопические методы для исследования электронной структуры материала и понимания того, как возникает поверхностная сверхпроводимость. Планируются дальнейшие исследования для изучения потенциала PtBi₂ в различных областях применения, включая высокочувствительные датчики и новые электронные устройства. Полученные результаты могут проложить путь к разработке новых материалов с заданными сверхпроводящими свойствами, ускоряя реализацию будущего, основанного на передаче энергии без потерь и передовых квантовых технологиях.