Kagome 超导体打破温度纪录

Josiah02

保罗谢勒研究所 (PSI) 的研究人员利用瑞士 μ 子源 SmS 的 μ 子自旋旋转发现，在高达 175 K 的温度下，Kagome 超导体 RbV 3 Sb 5表面会发生一种称为时间反转对称性破缺的量子现象。这创下了在 Kagome 系统中观察到时间反转对称性破缺的温度新纪录。
是的，你没看错：175 K，即 -98 摄氏度。在量子世界中，这实际上相当热。在 RbV 3 Sb 5材料本体中，时间反转对称性破坏发生在低得多的温度下，即 60 K，即 -213 摄氏度。
时间反演对称性破缺（TRS破缺）是一种不寻常的电子和磁行为的标志，它可能导致奇异的量子相：这种现象可能对量子技术非常有用。因此，在更“可控”的温度下发现这种现象令人兴奋。
时间反演对称性 (TRS) 是指无论时间向前还是向后，物理定律都是相同的。在某些材料中，例如这种 Kagome 超导体，这种对称性可能会被破坏，这意味着如果时间反转，系统的行为会有所不同。
在这项研究中研究的 Kagome 材料中，在特定条件下，电子的集体行为（称为电荷序）会产生破坏这种对称性的磁场。这种电荷序与不同寻常的磁性和传输特性有关，因此非常令人感兴趣。
Kagome 是一种传统的日本编织篮图案，由角对角三角形图案组成。但凝聚态物理学家不久前发现，如果原子按这种结构排列，电子的集体行为会产生奇异且令人垂涎的量子现象。
就 RbV 3 Sb 5而言，这些特性之一就是超导性，在真正寒冷的 2 开尔文以下即可发挥作用。然而，其他量子现象也有望在技术应用中出现，它们出现在更高的温度下。例如，我们的好朋友 TRS 破坏。
然而，这里的关键不仅仅是 TRS 破坏发生在高温下。它取决于材料中的深度，即从表面到本体的距离。这意味着量子相位可以调整。
这种可调性提供了一种在更易达到的温度下控制材料电子和磁性的途径。在实际应用中使用奇异量子现象的一个重要部分是能够操纵它们。
归根结底，这个故事是非传统超导性这一更大谜题的一部分，也是在更易于实现的条件下寻找超导性的过程。当前的研究发表在《自然通讯》杂志上。
由 Zurab Guguchia 领导的同一研究团队此前曾将 TRS 破坏与这种材料的超导性联系起来。虽然最近的研究没有探究超导性，但该团队认为他们的发现表明超导性也将随着深度而可调；这是该团队计划研究的东西。
如果这个故事听起来很熟悉，那说明你一直在关注。2022年，古古奇亚和他的团队在《自然》杂志上发表了类似 Kagome 超导体中TRS 破坏电荷序的重大发现：这是该领域的重大突破。从那时起，他们继续展示了如何在各种条件下调整这种现象，并建立了与非常规超导性的联系。