美科学家发现新类型超导现象

目前科学家已经发现的超导材料主要有两个类型，分别是s波和d波超导。美国康奈尔大学（Cornell University）的研究人员发现一种全新的g波超导材料。

此为钌酸锶晶格结构示意图，它显示了晶格结构在温度降至其超导临界点（1.4开尔文，即零下457华氏度）以下时，在不同声波的作用下会产生形变反应，此类明显形变显示它是一种新型超导材料。（Cornell University）

电子在超导体内以“库珀对”的方式运动。这些电子对，使得材料呈现零电阻特性，即实现了超导。因为要产生电阻，必须拆开这些电子对，这需要能量。

传统的超导材料多是s波超导，比如铅、锡和汞。里面的库珀对由一个上旋和另一个下旋的电子组成，两个电子相向运动，净角动量为零。近几十年，出现了一种新材料，库珀对具有两个单位的角动量，科学家称其为d波超导。

另外，物理学家从理论上推测还应该存在一种p波超导，描述为“存在一个角动量，而且电子对以平行方式配对”。如果发现这种材料，研究者称将是超导和量子计算机领域的突破，因为它可用于创造“马约纳拉费米子”。马约拉纳粒子是准粒子（具有粒子的特性，但不是真正的粒子）中的一种，其反粒子就是它的本身。

在过去二十年来，科学家认为钌酸锶（Sr2RuO4, Strontium Ruthenate）是p波超导体的一种很有希望的候选材料。

康奈尔大学研究组利用高分辨率共振超声波谱技术（Resonant Ultrasound Spectroscopy），探测钌酸锶希望证明p波超导，结果他们却发现了全新类型的g波超导。

在接近1开尔文的低温条件下，研究人员从实验数据中发现，钌酸锶材料是“双元件超导”，即电子对以复杂的方式绑定，不能用单一数字描述，还要加上方向性。这说明它不可能是s波或d波超导。

研究者又结合了核磁共振光谱探测（nuclear magnetic resonance spectroscopy）的数据，排除了它是p波超导的可能性。

研究负责人兰肖（Brad Ramshaw）说：“利用共振超声技术可以探测材料内部，即使不能知道所有的微观细节，但是可以排除一些可能性。”

现在，研究人员计划用这种方法探查其它材料是否存在p波超导。

这份研究9月21日发表在《自然-物理学》（Nature Physics）期刊上。