2021年3月17日
超导性是电阻的完全丧失。超导体不仅仅是非常好的金属:它是一种完全不同的电子状态。在普通金属中,电子单独运动,它们与晶格中的缺陷和振动碰撞。
在超导体中,电子被吸引力束缚在一起,这使得它们以相关的方式一起移动,避免了缺陷。
在非常少的已知超导体中,超导性的开始导致自发电流流动。这些电流与普通金属线中的电流大不相同:它们被植入超导体的基态,因此无法关闭。
例如,在一片超导材料中,如图所示,电流可能会沿着边缘流动。
这是一种非常罕见的超导形式,它总是表明吸引相互作用是不寻常的。Sr2RuO4是一种被认为具有这种超导性的著名材料。尽管转变温度很低——Sr2RuO4的超导温度仅低于1.5开尔文——但其超导的原因完全未知。
解释这种材料的超导性已经成为物理学家对超导性普遍理解的一个主要测试。从理论上讲,很难从标准的超导模型中获得Sr2RuO4中的自发电流,因此,如果它们被证实,那么就可能需要一种新的超导模型——一种在其他材料中看不到的吸引力。亚博网站下载
这些电流被探测到的方式很微妙。被称为μ子的亚原子粒子yabo214被注入样本。每个介子的自旋然后在介子停止点存在的任何磁场中进动。
实际上,介子就像敏感的磁场探测器一样,可以放置在样品内部。从这些μ子注入实验中发现,当Sr2RuO4变成超导时,会出现自发磁场,表明存在自发电流。
然而,由于这个信号很微妙,研究人员质疑它是否真的存在。超导性的开始是一种材料的电子特性的重大变化,也许这种微妙的附加信号的出现是因为测量仪器没有适当地调整。
在这项工作中,德国德累斯顿工业大学马克斯普朗克固体化学物理研究所和瑞士保罗雪勒研究所的研究人员已经证明,当单轴压力作用于Sr2RuO4时,自发电流发生在比超导温度更低的温度下。换句话说,这种转变分为两部分:首先是超导性,然后是自发电流。
这种分裂在任何其他材料中都没有被清楚地证明,它很重要,因为它明确地表明第二次跃迁是真实的。自发电流必须用科学的方法来解释,而不是作为测量不完善的结果。这可能需要对我们对超导性的理解进行重大改写。
来源:https://www.cpfs.mpg.de/en