Symetrie v uspořádání supravodivého stavu PuCoGa₅ odpovídá Cooperovým párům

Podle klasické BCS teorie supravodivosti může interakce valenčních elektronů s kmitajícími ionty krystalické mřížky vést ke vzniku vázaných elektronových dvojic, takzvaných Cooperových párů, které pak za nízkých teplot kondenzují do supravodivého stavu. Tato teorie dobře vysvětluje vlastnosti takzvaných normálních supravodičů, ale selhává pro nekonvenční supravodiče, které jsou technologicky zajímavější, protože zůstávají v supravodivém stavu i za výrazně vyšších, a tedy snadněji dosažitelných, teplot. Hlubší porozumění těmto vysokoteplotním supravodičům je tudíž velmi žádoucí. Nekonvenční supravodivost vykazují některé sloučeniny těžkých kovů. Jedním z takových supravodičů je intermetalická sloučenina PuCoGa₅, jejíž vlastnosti byly zkoumány ve spolupráci s vědci z ITU v Karlsruhe a z Polytechniky v Turíně. Ze spektroskopických měření takzvané Andrejevovy reflexe byla poprvé jednoznačně určena symetrie parametru uspořádání supravodivého stavu této látky. Zjištěná symetrie odpovídá Cooperovým párům vázaným magnetickými interakcemi, což je překvapivý výsledek, neboť PuCoGa₅ jinak nevykazuje makroskopické magnetické chování.

Tento zdánlivý rozpor lze vysvětlit na základě dynamické kompenzace mikroskopických magnetických momentů, jež vyplývá z našich kvantově mechanických výpočtů elektronové struktury této sloučeniny.

Teplotní závislost odporu monokrystalu studované látky ukazující supravodivý fázový přechod.

¹ Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia, Politecnico di Torino, Corso Duca degli Abruzzi 24, 10129 Torino, Italy
² European Commission, Joint Research Centre, Institute for Transuranium Elements, Postfach 2340, D-76125 Karlsruhe, Germany
³ Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Na Slovance 2, CZ-18221 Prague, Czech Republic
⁴ University of Hamburg, Institute of Theoretical Physics, Jungiusstrasse 9, 20355 Hamburg, Germany