- Для своего времени эта теория все отлично объясняла, но с годами появлялась все более изощренная техника, на которой проводили все более тонкие эксперименты. И вдруг оказалось, что ряд результатов в теорию Мотта не вписывается, - сказал корреспонденту "РГ" один из авторов исследования доктор физико-математических наук Иван Леонов. - О каких странностях речь? Например, как и предсказывает теория, при высоком давлении сопротивление гематита падало в тысячи раз, а вот его магнитные свойства менялись совершенно не так, как предсказывала теория Мотта.
Чтобы разобраться в этом отклонении от теории, ученые рассчитали самые разные варианты поведения гематита в экстремальных условиях сверхвысоких давлений. Результат оказался неожиданным для самих физиков. Фазовый переход из диэлектрика в металл должен происходить причудливым путем.
- В материале одновременно обязаны существовать оба состояния - и металл, и диэлектрик, причем каждого примерно поровну, - говорит Леонов. - Такое возможно только, если в гематите формируются две соответствующие этим состояниям кристаллические решетки.
Теоретические выводы затем подтвердились в экспериментах. Таким образом, ученым удалось найти совершенно новое объяснение удивительного явления. Принципиально важно, что речь не только о гематите, а о целом классе оксидов, которые сегодня применяются в разных областях науки и техники, в частности, микроэлектронике, в космической, автомобильной, авиационной промышленности и т.д.
- Наша работа может заинтересовать и геофизиков, которые изучают строение Земли, - говорит Леонов. - Сегодня наука очень мало знает, что происходит на больших глубинах, в ядре и мантии Земли, где под высоким давлением находится огромное количество железа и его оксидов. Новое знание о принципах фазового перехода может ответить на многие вопросы о недрах планеты.
Результаты опубликованы в престижном международном журнале Physical Review X. Руководителями прорывного исследования являются наш бывший соотечественник Григорий Розенберг, который сейчас работает в Израиле, а также россиянин, профессор шведского Линчёпингского университета Игорь Абрикосов. Выиграв мегагрант, он создал в НИТУ "МИСиС" лабораторию моделирования и разработки новых материалов, где и проводилась значительная часть исследований.