康奈爾大學科學家發現新型超導體

康奈爾大學文理學院的助理教授布拉德·蘭肖

超導材料有兩種類型，分別是s波和d波。康奈爾大學的研究人員現在發現了可能是第三種類型g波的新型超導體。

超導體中的電子以一種稱為「庫珀對」的方式一起移動。這種 &34;賦予了超導體最著名的特性：零電阻，原因是為了產生電阻，庫珀對必須被分解，而這需要能量。

超導體S波和D波對比圖

在s波超導體中（通常是傳統的材料，如鉛、錫和汞等），庫珀對是一個電子朝上，一個朝下，兩者都朝對方正面移動，沒有淨角動量。而近幾十年來發現的所謂d波超導材料中，庫珀對具有兩個量子的角動量。

物理學家在理論上認為，在這兩種所謂的 &34;狀態之間存在第三種超導體：p波超導體，具有一個量子的角動量，電子對具有平行而非反平行的自旋。這種自旋三倍體超導體將是量子計算的重大突破，因為它可以用來創造馬約拉納費米子，這是一種獨特的粒子，它是自己的反粒子。

釕酸鍶

20多年來，p波超導體的主要候選材料之一是釕酸鍶（Sr2RuO4），儘管最近的研究已經開始打破這一想法。

康奈爾大學文理學院的助理教授布拉德·蘭肖團隊著手徹底確定釕酸鍶是否是一種備受期待的p波超導體。他們利用高解析度共振超聲光譜發現這種材料有可能完全是一種全新的超導體：g波。

蘭肖說：&34;

共振超聲光譜

與之前的項目一樣，蘭肖和博士生沙耶克·戈什利用共振超聲光譜研究了釕酸鍶晶體中超導的對稱特性，該晶體是由德國馬克斯·普朗克固體化學物理研究所的科學家種植和精密切割而成的。

然而，與之前的嘗試不同，蘭肖和戈什在嘗試進行實驗時遇到了一個重大問題。戈什說：&34;

通過他們的新設置，康奈爾團隊測量了釕酸鍶晶體的彈性常數（材料中的聲速）對各種聲波的響應，因為材料在1.4開爾文的超導轉變中冷卻。

蘭肖表示：&34;

RUS頻率數據

根據這些數據，科學家們確定釕酸鍶是所謂的雙組分超導體，這意味著電子結合在一起的方式非常複雜，不能用一個數字來描述，它還需要一個方向。

之前的研究利用核磁共振光譜縮小了釕酸鍶可能是何種波材料的可能性，有效地排除了p波這一選項。

通過確定該材料是雙組分，蘭肖的團隊不僅證實了這些發現，還表明釕酸鍶也不是傳統的s波或d波超導體。

蘭肖說：&34;

現在，研究人員可以使用該技術來檢查其它材料，以確定它們是否是潛在的p波候選材料。

然而，釕酸鍶的研究工作並沒有結束。蘭肖說：&34;

9月21日出版的《自然·物理學》刊登了這篇研究報告。