გარკვეულ პირობებში (მაგ. იმაზე დაბალ ტემპერატურაზე, ვიდრე ღრმა კოსმოსშია) ზეგამტარებს ელექტროენერგიის გატარება წინაღობისა და ენერგიის დანაკარგის გარეშე შეუძლია. ქიმიური შედგენილობის, ფუნქციონირებისას არსებული ტემპერატურისა და მაგნიტური თვისებების განსხვავების მიუხედავად, ზეგამტარები ორ ძირითად ჯგუფად იყოფა.

პირველი კლასიფიკაციით, ე.წ. ტრადიციულ და არატრადიციულ ზეგამტარებს ერთმანეთისგან ელექტრონების დაწყვილების წესი განასხვავებს. ამ დროს ელექტრონები "კუპერის წყვილებს" ქმნის. ასე კვანტურ ფიზიკაში მოვიხსენიებთ იმ ორი ელექტრონის მდგომარეობას, რომლებიც დაბალ ტემპერატურაზე ერთმანეთთან მიზიდულობის ძალითაა დაკავშირებული. აღნიშნული ფენომენი ზეგამტარობის საფუძველს ქმნის. ეს მდგომარეობა მათ ერთგვარ ატომურ არეულობაში შეუფერხებლად გადაადგილებისა და უწყვეტი ელექტრული ნაკადის უზრუნველყოფის საშუალებას აძლევს.

მეორე მხრივ, I და II ტიპის ზეგამტარები მაგნიტურ ველზე განსხვავებულად რეაგირებს. მათთვის დამახასიათებელია განსხვავებული ზღვრული მაჩვენებლები, რომელთა გადალახვისას ისინი ზეგამტარობის თვისებას კარგავს და ჩვეულებრივ გამტარად გარდაიქმნება.

არატრადიციული და II ტიპის ზეგამტარები უფრო ეგზოტიკურად მიიჩნევა. ისინი ფიზიკის საზღვრებს აფართოებს, რადგან ექსკლუზიურ ინჟინრულ გადაწყვეტილებებს მოითხოვს. ამასთან ერთად, ეს მასალები ისეთ ტექნოლოგიებში გამოიყენება, როგორიც მაგნიტურ-რეზონანსული ტომოგრაფიაა (MRI).

ახლა ფიზიკოსებმა პირველად შექმნეს I ტიპის ზეგამტარი მასალა, რომელსაც დროის მათემატიკური სიმეტრიის დარღვევა შეუძლია. ეს თვისება აქამდე მხოლოდ არატრადიციული, II ტიპის, ზეგამტარისთვის იყო დამახასიათებელი. დროის ინვერსიის სიმეტრია ფიზიკაში ერთ-ერთი საინტერესო მოვლენაა. ამ პრინციპის თანახმად, ფიზიკის კანონების უმეტესობა ერთნაირად იმოქმედებს, იმის მიუხედავად, დრო წინ წავა თუ უკან.

ჟურნალ Physical Review Letters-ში გამოქვეყნებულ ახალ კვლევაში ინდოეთის სამეცნიერო განათლებისა და კვლევების ინსტიტუტის (IISER, ბჰოპალი) მეცნიერები ამ მასალის უნიკალურ ელექტრულ და კვანტურ თვისებებს აღწერენ. ფიზიკოსთა საერთაშორისო გუნდის ვარაუდით, აღმოჩენა კვანტური კომპიუტერების დახვეწაში დაგვეხმარება.

მკვლევრებმა იტერბიუმის დიანტიმონიდის (YbSb₂) მონოკრისტალების სინთეზირების შემდეგ რენტგენული სხივებით მისი ქიმიური "სისუფთავე" და რთული კრისტალური სტრუქტურა შეისწავლეს. ასეთი აგებულება კვანტური ეფექტების გამოვლენას უწყობს ხელს და ორივენაირ ზეგამტარებში გვხვდება.

მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ დაახლოებით -272°C ტემპერატურაზე მასალის ელექტრული წინაღობა ნულამდე ეცემა და იგი უცაბედად ზეგამტარ მდგომარეობაში გადადის. ეს ტემპერატურა აბსოლუტურ ნულზე (-273.15 °C) ოდნავ მაღალია. კუთრი სითბოტევადობის გაზომვითა და სითბოზე ელექტრონების რეაქციაზე დაკვირვებით ავტორებმა დაადასტურეს, რომ მასალას I ტიპის ზეგამტარის თვისებები აქვს.

ამ მონაცემებმა მასალაში "ენერგეტიკული ნაპრალის" არსებობაც დაადასტურა. ეს ნიშნავს, რომ მასში ენერგეტიკული ბარიერი არსებობს, რაც დაწყვილებული ელექტრონების დაშლასა და ზეგამტარი მდგომარეობის დარღვევას ართულებს.

მკვლევრებმა მუონური სპინის სპექტროსკოპიაც გამოიყენეს — კვანტური კვლევის მეთოდი, რომელიც მასალაში შიდა მაგნიტურ ველებს მუონების (პატარა მაგნიტებივით მოქმედი ელემენტარული ნაწილაკების) საშუალებით ავლენს. გარე მაგნიტური ველის გარეშე ჩატარებულმა ექსპერიმენტმა აჩვენა, რომ ზეგამტარ ფაზაში გადასვლისთანავე მასალაში მცირე შიდა მაგნიტური ველები თვითნებურად წარმოიქმნება.

სწორედ ეს გახდა მთავარი მტკიცებულება იმისა, რომ YbSb₂-ს დროის ინვერსიის სიმეტრიის დარღვევა შეუძლია. საქმე ისაა, რომ დროის მათემატიკური უკუსვლისას მაგნიტური ველები მიმართულებას იცვლის — ეს რომ ასე არ ხდებოდეს, დროის სიმეტრია შენარჩუნდებოდა.

ამ კვანტური მეთოდის სხვა ვარიაციით მკვლევრები მასალას მუონებით იმ შემთხვევაშიც ასხივებდნენ, როდესაც გარეგანი მაგნიტური ველები მოქმედებდა. ამასთან ერთად, ზეგამტარ მდგომარეობაში YbSb₂-ის ელექტრონები ტრადიციული წესით არ წყვილდება. ისინი არატრადიციულ "სპინურ ტრიპლეტს" ქმნის.

ესეც კუპერის წყვილია, თუმცა ელექტრონების სპინების კომბინაციის გამო მას ტრიპლეტი ეწოდება. მასალას ისეთი შიდა ანტისიმეტრიული მდგომარეობა აქვს, რომლის გამოც ჯამური მაგნიტური მომენტი წარმოიქმნება და მაგნიტური ძალები ერთმანეთს არ აბათილებს. ასეთი დაწყვილება YbSb₂-ს საშუალებას აძლევს, დროის ინვერსიის სიმეტრია დამოუკიდებლად, გარეგანი მაგნიტური ველის ჩარევის გარეშე, დაარღვიოს.

მასალის მოდელირებამ აჩვენა, რომ დაწყვილებული ელექტრონები განსხვავებული ენერგეტიკული ორბიტალებიდან მოდის. ამ თვისებათა ერთობლიობით YbSb₂-ს ზედაპირზე შეიძლება ისეთი კვანტური მდგომარეობა გამოვლინდეს, რომლის დროსაც ნაწილაკები საკუთარი ანტინაწილაკების მსგავსად იწყებს მოქმედებას. ამას "მაიორანას რეჟიმს" უწოდებენ.

ეს ნიშნავს, რომ დაბალ ტემპერატურაზე მასალის შიდა ნაწილი ჩვეულებრივი ზეგამტარივით ფუნქციონირებს, რომელშიც ელექტრონები დაბრკოლების გარეშე მოძრაობს. ამის მიუხედავად, ზედაპირზე მაიორანას რეჟიმები ვლინდება.

ასეთი მასალები კვანტურ ინფორმაციას გარემოს უარყოფითი ზემოქმედებისგან (მაგ: სითბო, ელექტრომაგნიტური ფონი) უკეთ იცავს. საუბარია ფაქტორებზე, რომლებიც კვანტური სისტემების მუშაობას აფერხებს და მათი შესაძლებლობები ჩვეულებრივი კომპიუტერის დონემდე დაყავს. შესაბამისად, ეს მიგნება შეიძლება კვანტური კომპიუტერების გაუმჯობესებაში დაგვეხმაროს.