Natuurkundigen van de TU Dresden hebben spontane statische magnetische velden ontdekt met gebroken tijdomkeersymmetrie in een klasse van op ijzer gebaseerde supergeleiders. Deze uitzonderlijke eigenschap vraagt ​​om nieuwe theoretische modellen en kan belangrijk worden in quantum computing. De onderzoeksresultaten zijn onlangs gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Natuurfysica .

Wat er gisteren is gebeurd en wat er morgen zal gebeuren, zijn meestal twee verschillende en vrij onafhankelijke zaken. Het verleden en de toekomst van het menselijk leven zijn niet symmetrisch en daarom niet omkeerbaar. in de natuurkunde, dit is anders. De fundamentele natuurkrachten in elementaire deeltjes, atomen en moleculen zijn symmetrisch met betrekking tot hun ontwikkeling in de tijd:vooruit of achteruit maakt geen verschil, wetenschappers noemen dit een tijdomkeersymmetrie.

Decennialang was deze symmetrie ook in alle supergeleiders terug te vinden. Supergeleiders zijn materialen die bij lage temperaturen elektrische stromen kunnen geleiden zonder energieverlies. Een van hun belangrijkste toepassingen is het efficiënt opwekken van sterke magnetische velden, bijvoorbeeld bij de diagnose van magnetische resonantie beeldvorming (MRI). Ongeveer 99% van alle bekende supergeleidende materialen zijn tijdomgekeerd symmetrisch.

Echter, voor een paar jaar, natuurkundigen hebben nieuwe supergeleiders ontdekt die de tijdomkeringssymmetrie remmen. Om deze waarnemingen te verklaren, het basismechanisme van supergeleiding, die al meer dan 75 jaar bekend is, moest flink worden aangepast. Alleen deze nieuwe supergeleiders zijn in staat om spontaan constante interne magnetische velden te genereren. Dit kan leiden tot nieuwe toepassingen, bijvoorbeeld in kwantumcomputers.

Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Dr. Vadim Grinenko en Prof. Hans-Henning Klauss van het Institute of Solid State and Materials Physics aan de TU Dresden ontdekte deze nieuwe magnetische staat met gebroken tijdomkeersymmetrie in op ijzer gebaseerde supergeleiders. De synthese van deze veelzijdige klasse van intermetallische verbindingen is relatief eenvoudig. Daarom, deze op ijzer gebaseerde supergeleiders hebben een enorm toepassingspotentieel.

"In onze studie we laten zien dat de op ijzer gebaseerde supergeleiders die meer dan twaalf jaar geleden zijn ontdekt, nieuwe zoektochten naar fundamenteel onderzoek blijven onthullen, evenals kansen voor nieuwe toepassingen, " stelt prof. Hans-Henning Klauss.