Amerikanische und deutsche Physiker haben einen potenziell neuen Zustand von nicht standardmäßiger supraleitender Materie in einem starken Magnetfeld entdeckt. Die entsprechende Studie wurde in der Zeitschrift Nature veröffentlicht, die kurz vom Los Alamos National Laboratory (USA) berichtet wurde.
In einem Supraleiter mit schweren Fermionen CeRhIn5, der in ein starkes Magnetfeld (mit einer Induktion von 50 Tesla) gebracht wurde, wurde ein nematischer Zustand beobachtet, in dem die Elektronen so angeordnet sind, dass die Symmetrie des Ausgangskristalls verringert wird. In der Nähe der Grenzfläche zwischen der magnetisch geordneten und der magnetisch ungeordneten Phase trat eine nicht standardmäßige Supraleitung auf.
Experten glauben, dass das bei Supraleitern mit schweren Fermionen beobachtete nicht standardmäßige Verhalten mit dem Auftreten eines nematischen Zustands in letzteren verbunden ist, der für Flüssigkristalle charakteristisch ist.
Die Quelle des gepulsten Magnetfeldes, mit dessen Hilfe Physiker einen neuen Materiezustand beobachteten, befand sich in den USA, Spezialisten aus Deutschland bereiteten einen fokussierten Ionenstrahl dafür vor.
Schwere Fermion-Supraleiter sind Verbindungen von Seltenerdmetallen und Aktiniden mit einer instabilen 4f- oder 5f-Schale. Aufgrund des letzteren Umstands wird in solchen Systemen eine anomale Elektronenpaarung realisiert, die letztendlich im Vergleich zu klassischen Supraleitern die Symmetrieeigenschaften des Materials verringert.
Die Supraleitung wird insbesondere in der Magnetresonanztomographie und in Teilchenbeschleunigern sowie in Hochfrequenz- und Mikrowellenfiltern häufig eingesetzt.
