Superconduttività non convenzionale: il caso peculiare della singolarità di Griffith
Nel campo della fisica della materia condensata , l’indagine sulle transizioni di fase quantistiche ha segnato un progresso significativo con lo studio delle singolarità di Griffith quantistiche . Un team guidato da Jian-Hao Chen ha esplorato questo fenomeno nei cristalli singoli superconduttori ad alta temperatura non convenzionali di CaFe1-xNixAsF, osservando singolarità di Griffith quantistiche robuste influenzate dai campi magnetici . Questo suggerisce una possibile universalità del fenomeno nei superconduttori tridimensionali e non convenzionali, potenzialmente utile per approfondire la comprensione dei meccanismi di superconduttività ad alta temperatura .
Le transizioni di fase quantistiche , che avvengono a causa delle fluttuazioni quantistiche e sono regolate da parametri specifici del sistema al limite di temperatura zero, rappresentano un sottoinsieme delle transizioni di fase. Un esempio classico è la transizione di fase superconduttore-isolante/metallo , studiata intensamente per oltre 40 anni. Il disordine è considerato un fattore influente cruciale in queste transizioni, durante le quali il sistema di solito soddisfa l’invarianza di scala, caratterizzata da un singolo esponente critico. Tuttavia, la peculiarità della singolarità di Griffith quantistica è che essa rompe l’invarianza di scala tradizionale, dando luogo a fenomeni fisici esotici.
La singolarità di Griffith nei sistemi quantistici risale al 1969, quando il fisico americano Griffiths propose un tipo di transizione di fase in cui l’invarianza di scala è interrotta e l’esponente critico tende a divergere. La conferma sperimentale dell’esistenza della singolarità di Griffith quantistica nei superconduttori tridimensionali e nei superconduttori ad alta temperatura non convenzionali è ancora in attesa, e una tale conferma illuminerebbe la comprensione dei meccanismi nella superconduttività ad alta temperatura non convenzionale.
Recentemente, il gruppo di ricerca di Jian-Hao Chen ha condotto uno studio sulla singolarità di Griffith quantistica in cristalli singoli superconduttori ad alta temperatura non convenzionali di CaFe1-xNixAsF. Hanno coltivato per la prima volta una serie di cristalli singoli di alta qualità sotto-dopati e hanno osservato l’evoluzione delle singolarità di Griffith quantistiche quasi bidimensionali a tridimensionali anisotrope nelle transizioni di fase superconduttore-metallo indotte da campi magnetici.
Hanno scoperto una singolarità di Griffith quantistica robusta che può persistere fino a 5.3 °C, inducibile nei cristalli sia da campi magnetici paralleli che verticali. Questo studio non solo rivela l’universalità della singolarità di Griffith quantistica nei sistemi superconduttori tridimensionali e ad alta temperatura non convenzionali, ma prevede anche la possibilità di trovare stati di Griffith quantistici in ulteriori famiglie di superconduttori ad alta temperatura non convenzionali, il che potrebbe promuovere ulteriormente la comprensione dei meccanismi di superconduttività ad alta temperatura non convenzionale.