在钻石 - 铁砧细胞中建立UBe13的AC敏感性和电阻率。

图片来源：Yusei Shimizu

根据发表在“ 物理评论快报”杂志上的一项研究，法国和日本的研究人员在铀基材料中证明了一种理论类型的非常规超导性。

通过使用非常高的压力和磁场，该团队证明了铀基材料UBe 13具有“三重态超导性”。这是电子以平行自旋状态形成对的现象。在传统的超导材料中，相反自旋的电子配对在一起，有效地抵消了彼此的自旋。

“直到现在，尽管在过去的一个世纪里在各种金属系统中发现了许多超导体，但很少有明确的三重超导实例，”东北大学材料科学家Yusei Shimizu说。“我们在低温下的压力实验为UBe 13中的自旋三重态超导提供了有力证据。”

通常在低温下变成超导的材料允许电流通过它们而几乎没有电阻，从而最小化过程中的能量损失。最初在一些纯金属中发现的这种现象已经在各种不同的系统中被发现。其中，UBe 13是最早发现的“重费米子”超导体之一。重质费米子金属化合物中的电子质量似乎是普通金属中电子质量的1000倍。

凭借新的见解，科学家现在可以解释在原子尺度上神秘的铀材料UBe 13中发生了什么，以及它如何在磁场中充当自旋三重态超导体。

法国UniversitéGrenobleAlpes和日本东北大学的一个团队在非常低的温度下测量了UBe 13在不同高压下的超导性。他们发现，这种材料中的超导状态是通过理论模型成功解释的，其中电子形成具有平行自旋的所谓Cooper对。

这发生在环境和高压高达六千兆帕斯卡的“非常规超导基态”。为了比较，钻石使用高能激光在1.5千兆帕斯卡的压力下熔化。这种特殊的超导状态成功地解释了在高磁场下铀基三重态超导体的非常令人费解的性质。

目前，超导体需要非常低的温度才能达到峰值性能，因此它们主要用于磁共振成像机和粒子加速器。了解各种材料如何在原子尺度上导电可以带来更广泛的应用。

除了展示三重态超导性外，研究人员还指出，UBe 13可以帮助回答更多一般性问题。例如，UBe 13的表面激发可能适合物理学家观察称为Majorana费米子的理论粒子，这是一种外来类型的复合粒子，它是自己的反粒子，可以在未来彻底改变量子计算。

（来源：东北大学）