Исследователи экспериментально восстановили фазовую диаграмму дителлурида урана UTe₂ и обнаружили в ней недостающую границу. Результат, опубликованный в Nature Physics, показывает: при высоком давлении в материале могут одновременно существовать и взаимодействовать два разных вида сверхпроводимости.

Предыдущая диаграмма UTe₂ содержала тройную точку, несовместимую с термодинамикой: две границы фазовых переходов второго рода не должны были пересекаться таким образом. Измеряя скорость звука в образце при давлении и температуре около одного–двух кельвинов, команда нашла ещё одну границу и получила тетра-критическую точку — место встречи четырёх фаз.

Самый необычный участок диаграммы возникает при дальнейшем охлаждении. Один сверхпроводящий порядок подавляет другой и исчезает, хотя обычно понижение температуры, наоборот, поддерживает сверхпроводимость. Корнеллский университет называет это первой экспериментальной демонстрацией такого обратного перехода.

Работа делает UTe₂ более сильным кандидатом в топологические сверхпроводники: у него есть две необходимые компоненты, способные сосуществовать. Но саму топологическую сверхпроводимость исследование не доказывает, а до возможного применения в квантовых вычислениях остаётся несколько отдельных этапов.