研究者たちは新しいタイプの超伝導体を発見しました

超伝導体の電子は、いわゆるクーパー対で一緒に動きます。この「ペアリング」は、

抵抗を生み出すには、クーパー対を壊す必要があり、これにはエネルギー。

s波超伝導体では-通常そのような鉛、スズ、水銀などの材料-クーパーペアは、一方の電子が上向きでもう一方が下向きで構成されており、どちらも純粋な角運動量なしに互いに向かって「下向き」に移動します。ここ数十年で、新しいクラスのエキゾチックな素材が、いわゆるd波超伝導性を実証しました。この超伝導性では、クーパーペアが2つの量子運動量を持っています。

物理学者は3分の1の存在の理論を提唱しましたこれらの2つのいわゆる「シングレット」状態間の超伝導体のタイプ:角運動量の1つの量子と逆平行スピンではなく平行スピンを持つ電子のペアリングを持つp波超伝導体。このスピントリプレット超伝導体は、それ自体が反粒子であるユニークな粒子であるマジョラナフェルミオンを作成するために使用できるため、量子コンピューティングにおける大きな進歩となるでしょう。

20年以上の間、ルテニウム酸ストロンチウム(Sr2RuO4)は、p波超伝導体の役割の有力な候補の1つです。

ラムショーと彼のチームは、すべてを決定しましたルテニウム酸ストロンチウムがそのような人気のあるp波超伝導体であるかどうかを決定するため。彼らは、高解像度の共振超音波分光法を使用して、この材料が完全に新しいタイプの超伝導体である可能性があることを発見しました:g波。

以前のプロジェクトと同様に、RamshawとGosh共鳴超音波分光法を使用して、ドイツのMax Planck Institute for Solid State ChemicalPhysicsのスタッフによって栽培されたルテニウム酸ストロンチウム結晶の超伝導性の対称性を研究しました。

しかし、以前の試みとは異なり、ラムショーとゴーシュは実験を行う上で大きな課題に直面しました。

「共鳴超音波を1ケルビン(マイナス-272.15セルシウス)まで冷却することは困難であり、そのために完全に新しい装置を構築する必要がありました」とゴーシュは説明します。

フレッシュインストールで、Cornellチーム材料が1.4ケルビン(-271.75°C)への超伝導遷移によって冷却されたときのさまざまな音波に対する結晶の弾性定数(本質的には材料内の音の速度)の応答を測定しました。

「これは、このような低温でこれまでに得られた中で最も正確な共鳴超音波分光法データです」とラムショー氏は述べています。

データに基づいて、科学者はルテニウム酸ストロンチウムは、いわゆる二成分超伝導体です。これは、電子が結合される方法が非常に複雑であるため、単一の数値で説明できないことを意味します。彼にも指示が必要です。

以前の研究では核磁気共鳴(NMR)分光法は、ルテニウム酸ストロンチウムがどのような種類の波状物質になり得るかという可能性を絞り込み、オプションとしてp波を効果的に排除します。材料が2成分であると判断することにより、Ramshawのチームはこれらの発見を確認しただけでなく、ルテニウム酸ストロンチウムが従来のs波またはd波超伝導体ではないことも示しました。

研究者は、この手法を使用して他の材料を研究し、それらがp波の潜在的な候補であるかどうかを確認できるようになりました。

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