发现新的超导性：研究人员展示了先前认为不可能的超导体

超导性是一种现象，其中电路失去其电阻并且在某些条件下变得非常有效。有不同的方式，这可能发生这种情况，被认为是不兼容的。首次，研究人员发现这两种方法之间的桥梁来实现超导。这种新知识可能导致对该现象的更一般性理解，并且有一天申请。

如果您是大多数人，您的日常生活中有三种物质：固体，液体和天然气。您可能熟悉第四次叫等离子体的物质状态，这就像一种如此热的气体，其所有组成原子分开，留下了超级颗粒的超级污染。但是你是否知道在温度计的完整相对的末端时所谓的第五次物质状态？它被称为Bose-Einstein凝结物（BEC）。

“BEC是一个独特的物质状态，因为它不是由粒子，而不是波浪制成的，”在东京大学固态物理研究所助理冈萨基副教授表示。“当它们冷却到绝对零附近时，某些材料的原子会变得涂抹在空间上。这种涂抹增加，直到原子 - 现在更像像粒子的波浪，比颗粒重叠，彼此无法区分。由此产生的物质的行为类似于新属性的单一实体，缺少缺乏的液体，液体或气体状态，例如超级电影。直到最近超导BEC纯粹是理论，但现在我们现在在实验室中展示了这种基于铁和硒（非金属元素）的新型材料。“

偏振光图像显示了研究人员，在其测试样品中的红十字会的电子如何在不同的情况下表现。

这是第一次通过实验验证以作为超导体的工作;但是，其他物质或制度的表现也可以引起超导。Bardeen-Cooper-Shrieffer（BCS）制度是物质的布置，使得当冷却到绝对零附近时，构成原子减慢并排列，这允许电子更容易通过。这有效地将这种材料的电阻带为零。BCS和BEC都需要冻结冷条件，并且两者都涉及原子减慢。但这些制度是完全不同的。长期以来，研究人员认为，如果可以在某种程度上重叠这些制度，可以达成对超导的更一般性的理解。

“证明Becs的超导性是末端的手段;我们真的希望探索Becs和BCS之间的重叠，“冈萨基说。“这极具挑战性，但我们独特的装置和观察方法已经验证了它 - 这些制度之间存在平稳的过渡。这提示了超级电露背后更一般的潜在理论。这是在这个领域工作的令人兴奋的时刻。“

这些色彩缤纷的线路不仅仅是表演，他们告诉研究人员低于哪个温度，在这种情况下，在这种情况下约10个开尔尔蛋白，样品表现出超导行为。

Okazaki和他的团队使用了超级温度和高能量分辨率激光的光曝光光谱方法来观察电子在从BCS到BEC的材料过渡期间所表现的方式。在两个制度中，电子表现不同，它们之间的变化有助于填补超级电影的更大图像中的一些空隙。

超级插座不仅仅是一种实验室好奇心;诸如电磁铁的超导装置已经在应用中使用，这是世界上最大的粒子加速器，是一个这样的例子。然而，如上所述，这些要求超薄温度禁止开发我们可能期望每天看到的超导装置。因此，对在较高温度下形成超导体的寻找方法毫无疑问，这并不令人惊讶，也许有一天甚至室温。

“通过超导的确定证据，我认为它将促使其他研究人员在较高和更高的温度下探索超级电露，”冈萨基说。“它可能听起来像科幻小说现在，如果超级电梯可能发生在室温附近，我们的产生能量会大大增加，我们的能源需求将减少。”

参考：Takahiro Hashimoto，Yuichi Ota，Akihiro Tsuzuki，Tsubaki Nagashima，Akiko Fukushima，Shigeru Kasahara，Yuji Matsuura，Yuta Muzukami，Takasada Shibauchi，Shik Shinchi，Shik Shin和Kozo okazaki ，2020年11月6日，科学推进.DOI：
10.1126 / sciadv.abb9052

该研究得到了科学研究的助理（Kakenhi）（授权号码JP19H00651，JP19H01818，JP18H052227，JP18K13492，JP18H01177，JP18K13492，JP20H02600）和创新区域“量子液晶”（Grant Number J3105824） JP19H05826）和“拓扑材料科学”（拓扑材料科学“（Grant Number J1105852）来自日本科学促进（JSPS）。T.H.为年轻科学家（DC2）承认JSPS研究奖学金。