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科技创新
新型g波超导体或被发现
信息来源:科技日报      编辑:liting      发布时间:2020-09-28

  据物理学家组织网近日消息,由美国康奈尔大学艺术与科学学院一项最新研究表明,钌酸锶或是一种新型g波超导体。相关结果发布在最近一期《自然物理学》上。
  
  在超导体中,两个电子聚集在一起形成库帕对共同运动,这种“配对”赋予了超导体独有的特性——零电阻性。在铅、锡、汞等s波超导体中,形成库帕对的电子,一个自旋向上,一个自旋向下,它们相反的自旋值被认为会相互平衡或抵消,从而没有角动量。而在d波超导体中,库帕对有双量子角动量。目前,物理学家已经从理论上证明了在这两个所谓“单态”状态之间存在第三种超导体:具有单个量子角动量的p波超导体,电子配对方式是平行自旋的而不是反平行自旋。
  
  20多年来,p波超导体的主要候选材料之一都是钌酸锶。于是康奈尔大学研究团队着手确定钌酸锶是否是一种非常理想的p波超导体,通过使用高分辨率的共振超声波谱,他们发现这种材料可能是一种全新的超导体:g波超导体。
  
  研究小组测量了当材料在1.4开氏度(零下457.87华氏度)的超导转变中冷却时,晶体的弹性常数对各种声波的反应。根据这些数据,他们确定了钌酸锶是所谓的双组分超导体,这意味着电子结合在一起的方式十分复杂,无法用一个单一的数字来描述。
  
  “这是迄今为止在低温条件下所获得的最高精度的共振超声波谱数据。”研究人员称。
  
  研究使用核磁共振光谱来缩小范围明确钌酸锶可能是哪种波超导体的可能性,有效地排除了p波这一可能性,还排除了钌酸锶是传统的s波或d波超导体。
  
  超导体具备十分神奇的特性:当温度降低到一定数值时,电阻会变为零。不但如此,超导体还有另一重要特征——完全抗磁性。凭借这两大“绝招”,超导体在信息通讯、生物医学、交通运输、航空航天领域都大有用武之地。比如,超导体的零电阻特性可以很好地应用在超高压输电领域,从而大大降低输电损耗。新型超导体的发现,不但将拓展超导体的研究前沿,也会进一步丰富超导体的相关应用。
  
  

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