Spinding eller ikke spin? Eksperter diskuterer kontroverser om Sr₂ruo₄s usædvanlige superledelse

Superledere kan bære elektricitet uden at miste energi, en supermagt, der gør dem uvurderlige til en række efterspurgte applikationer, fra Maglev-tog til kvantecomputere. Generelt kommer dette til prisen for at skulle holde dem ekstremt kolde, en mulighedsomkostning, der ofte har hindret udbredt brug.

Forståelsen af, hvordan superledere fungerer, er også kommet frem, men der er stadig stadig meget om dem, der er ukendt. Blandt mange materialer, der vides at have superledende egenskaber, opfører nogle for eksempel ikke i henhold til konventionel teori.

Et sådant forundrende materiale er strontium ruthenate eller SR2Ruo4som har udfordret forskere, siden det blev opdaget at være en superleder i 1994. Oprindeligt troede forskere, at dette materiale havde en særlig type superledningsevne kaldet en “spin-triplet” Stat, som er bemærkelsesværdig for sin spin -superkurrent. Men selv efter betydelig undersøgelse har en fuld forståelse af dens opførsel været et mysterium.

For nylig har nye data antydet, at strontium ruthenate kan fungere mere som en “spin-singlet” Stat, hvor elektronparerne ikke har spin. Ændringer i materielle egenskaber, når tryk påføres, peger også på en unik form for opførsel. Imidlertid har en fuld forklaring af, hvad der sker, stadig undgået forskere, og flere forskningstrin er stadig nødvendige for at åbne “Sandhedens port” af superledelse i dette materiale.

Spinding eller ikke spin?

I en ny perspektiv artikel, der vises i Naturfysiket team fra Kyoto University fremhæver flere igangværende kontroverser på området, især uoverensstemmelserne mellem eksperimenter, der bruger uniaxialt pres og ultralyd, et punkt, der sandsynligvis vil overraske mange i forskningsfællesskabet.

“Vores undersøgelse peger på det presserende behov for yderligere undersøgelse og genovervejelse af traditionelle ideer om superledningsevne,” Forklarer Giordano Mattoni, en bidragyder til artiklen. “Nye former for eksotisk elektronparring kunne gemme sig i den superledende tilstand af strontium ruthenat, ligesom den nye inter-orbital spin-triplet-tilstand, der opfører sig som en spin-singlet-tilstand.”

At forstå disse mysterier kunne hjælpe med at forklare mere om superledningsevne generelt og hjælpe med at søge efter nye materialer, der kunne bruges i fremtidige avancerede teknologier.