Supercondutores não convencionais constituem um dos grandes mistérios da física. Entre eles está o rutenato de estrôncio, que se destaca como um supercondutor polêmico. Durante seu Ph.D., O físico de Leiden Kaveh Lahabi forneceu novos insights sobre a natureza da supercondutividade neste material, levando a um novo tipo de junção supercondutora. Lahabi obteve seu Ph.D. cum laude.

Desde que Heike Kamerlingh Onnes descobriu a supercondutividade em Leiden em 1911, os físicos vêm tentando descobrir por que alguns materiais conduzem eletricidade sem qualquer resistência. Em 1957, Bardeen, Cooper e Schrieffer desenvolveram a primeira teoria de como a supercondutividade funciona no nível microscópico por emparelhamento de elétrons. Nas décadas seguintes, no entanto, novos supercondutores foram encontrados que não poderiam ser descritos por esta teoria. Estes são referidos como supercondutores não convencionais, entre os quais o rutenato de estrôncio (Sr ₂ RuO ₄ ) se destaca como uma das mais polêmicas. Isso ocorre porque na transição supercondutora os pares de elétrons parecem fazer algo bastante incomum:seus elétrons começam espontaneamente a orbitar um ao redor do outro.

Domínios quirais

Como o movimento orbital dos pares de elétrons pode ser no sentido horário ou anti-horário, os teóricos propuseram que o supercondutor se divide espontaneamente em domínios onde todos os elétrons têm o mesmo movimento orbital - domínios quirais. Apesar dos inúmeros esforços nas últimas duas décadas, no entanto, tais domínios nunca foram observados diretamente. Durante seu Ph.D., O físico de Leiden, Kaveh Lahabi, em colaboração com um grupo da Universidade de Kyoto, pela primeira vez, forneceu fortes evidências da existência das chamadas paredes de domínios quirais - a fronteira entre dois domínios quirais.

Parede de domínio como uma junção

Lahabi com seu supervisor Jan Aarts e a equipe de Kyoto descobriram que uma parede de domínio quiral poderia atuar como um tipo incomum de junção Josephson, que tradicionalmente consiste em dois supercondutores separados por um elo fraco. Na eletrônica convencional, elétrons são movidos por uma diferença de potencial, por exemplo, através de uma bateria. Em supercondutores, no entanto, nenhum campo elétrico pode existir, e não pode haver diferença de potencial. Em vez de, uma corrente supercondutora é impulsionada pela diferença na fase mecânica quântica (ϕ) dos supercondutores, que geralmente é induzido por um estímulo externo, como um campo magnético.

Em uma parede de domínio quiral, no entanto, uma supercorrente pode fluir mesmo quando nenhum estímulo externo está presente. As junções encontradas no rutenato de estrôncio por Lahabi e seus colegas mostram assinaturas de uma diferença de fase intrínseca (0 <ϕ <π), o que resultaria em uma corrente espontânea fluindo entre domínios quirais vizinhos. Tal junção pode ter a capacidade de armazenar supercorrentes e servir como uma bateria "supercondutora, "com aplicações futuras, como memória supercondutora e computação quântica.