Физики получили доказательства необычного поведения соединения YbSb₂, которое относится к сверхпроводникам I рода. При переходе в сверхпроводящее состояние материал создавал слабое внутреннее магнитное поле, что указывает на нарушение симметрии обращения времени. Ранее такие примеры были известны среди сверхпроводников II рода.
Исследователи из Индийского института научного образования и исследований в Бхопале вырастили монокристаллы YbSb₂ и охладили их почти до абсолютного нуля. Сверхпроводящее состояние возникало примерно при 0,95 кельвина. При магнитном поле 20 гаусс материал оставался в состоянии Мейснера, а при 40 гаусс переходил в промежуточный режим, где сосуществовали сверхпроводящие и нормальные области.
Критическое поле при температуре 0,1 кельвина составило около 51 гаусса, что подтвердило принадлежность YbSb₂ к сверхпроводникам I рода. Измерения теплоемкости также показали полностью открытую сверхпроводящую щель. После этого ученые перешли к поиску крайне слабых внутренних магнитных полей.
Для проверки использовали мюонную спиновую релаксацию. Ниже температуры сверхпроводящего перехода появился новый магнитный сигнал, соответствующий внутреннему полю около 0,44(3) гаусса. Небольшое внешнее поле примерно 10 миллитесла подавляло мюонную релаксацию, что указывало на статический или медленно меняющийся характер обнаруженного поля.
Авторы связывают необычное поведение с возможным нетрадиционным триплетным спариванием электронов. Расчеты также относят YbSb₂ к топологическому металлу Z₂ и допускают существование поверхностных майорановских мод, однако экспериментально такие состояния пока не обнаружены. Для проверки этой гипотезы планируются дополнительные эксперименты с мюонной спектроскопией, фотоэмиссией и сканирующей туннельной микроскопией.
Исследование опубликовано в Physical Review Letters. Подробности работы приводит Interesting Engineering, отмечая, что YbSb₂ стал первым известным сверхпроводником I рода с признаками нарушения симметрии обращения времени.