東京大学大学院新領域創成科学研究科の研究グループは、コロンビア大学、ブリティッシュコロンビア大学等の研究グループと共同で、鉄系超伝導体（注1）の一種である FeSe1-xSx において今までに無い全く新しい超伝導状態が実現していることを明らかにしました¹。
超伝導現象は、金属物質において冷却により電気抵抗がゼロになる現象であり、理論的には2つの電子がペアを組むことが知られていますが、超伝導状態においては十分に低い温度まで冷やすと金属中の電子がすべて超伝導電子（ペア状態）となることが知られています。この際、金属電子の特徴である「フェルミ面」（注2）は不安定になり、従来型の超伝導では完全に消失し（第1の超伝導）、高温超伝導のような非従来型超伝導では、点（第2の超伝導）や線のみが残る（第3の超伝導）ことが知られていました。本研究では、FeSe1-xSx に対してミュオンスピン回転緩和法（注3）を用いた実験を行い、超伝導状態を詳細に調べたところ、Sの置換量が大きい領域で、超伝導状態においてもペア状態にならない電子が多数存在することが明らかになりました。この異常な状態は、時間反転対称性（注4）が破れるという特殊な超伝導状態で観測されました。これは、理論的に可能性が考えられていた、第4の「フェルミ面を持つ超伝導」と特徴が一致しており、FeSe1-xSx 系超伝導体で今までにない新たな超伝導状態が実現していることを意味しています¹。
この発見は、「金属のような特徴を有する超伝導体」という全く新しい超伝導状態を初めて直接的に明らかにしたものであり、新たな非従来型超伝導体の物理を切りひらく重要な成果となると考えられます¹。
ソース: Bing との会話 2023/5/23
(1) 東大、コロンビア大・ブリティッシュコロンビア大などと共同 …. https://www.nikkei.com/article/DGXZRSP655334_Y3A510C2000000/.
(2) 第4の超伝導状態「フェルミ面を持つ超伝導」の発見｜記者発表 …. https://www.k.u-tokyo.ac.jp/information/category/press/10203.html.
(3) 第4の超伝導状態「フェルミ面を持つ超伝導」の発見 | テック …. https://tiisys.com/blog/2023/05/18/post-121822/.
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