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超导

超导

超导体转弯

迄今为止,美国和日本的物理学家已经看到了有关新型超导形式的最佳证据。刘颖和宾夕法尼亚州立大学和京都大学的同事已经观察到钌酸锶中的“奇数”超导性。尽管理论家最初是在40年前就做出了预言,但先前关于这种新的超导状态的所有证据都是间接的(K D Nelson 等。 2004 科学 306 1151).

钌酸锶SQUID

所有超导体的共同特征–低温和高温品种–是材料中的电子以某种方式克服了它们相互的静电排斥作用,从而在一定的转变温度以下形成了库珀对。这些对然后可以凝聚成一个量子态,并且在没有电阻的情况下移动。

在低温超导体中,库珀对中两个电子的总轨道角动量为零– a so-called s波状态。相比之下,高温超导体中的库珀对存在于 d波状态 L= 2,其中 L 是总的轨道角动量。最新结果证实钌酸锶中的库珀对形成了 p波状态 L= 1。与 p当液态氦3成为超流体时,也会形成波对称性。

根据量子力学定律,当交换电子时,一对电子的波函数必须改变符号。这意味着只有轨道和自旋角动量的某些组合是可能的。如果 L 是偶数,则两次旋转必须指向相反的方向才能形成一个“spin-singlet” or “even-parity” state. However, if L 是奇数,自旋必须指向同一方向“spin-triplet” or “odd-parity” state. Although evidence for 奇偶校验 超导 has been seen in strontium ruthenate before, other explanations are also possible.

Liu和同事通过两个约瑟夫逊结将超导钌酸锶样品与常规超导体相连。库珀对能够在两个方向上穿过结,整个集合体被称为超导量子干涉装置(SQUID)。通过测量流过SQUID的电流与所施加磁场的关系,宾夕法尼亚州立大学的京都研究小组能够确认流过每个结的库珀对电流具有破坏性干扰。仅当钌酸锶中的库珀对处于自旋三重态时才有可能。

“Our work completes a 40 year quest to find an 奇偶校验 superconductor,” Liu told 物理网. “现在,我们有一个新的游乐场来研究这种超导体,这可能会导致进一步的发现。”

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