伊丽莎白·阿
麻省理工学院汤姆森 Aravind Devarakonda博士' 21是一篇描述一种奇异超导形式的论文的主要作者
荣誉:丹尼斯·派斯特 麻省理工学院的物理学家和同事们展示了一种奇异形式的超导性，这是该团队大约一年前才合成的一种新材料
尽管在20世纪60年代就有预测，但直到现在，这种类型的超导性仍难以稳定
此外，科学家们发现，同样的材料有可能被操纵来展示另一种同样奇特的超导形式
这项工作在11月报道
3期《自然》杂志
在一种被称为天然超晶格的层状晶体中，有限动量超导性的演示意味着这种材料可以被调整以在同一样品中产生不同的超导模式
反过来，这可能会对量子计算等产生影响
这种材料也有望成为探测非常规超导体秘密的重要工具
这可能对新的量子技术有用
设计这样的技术是具有挑战性的，部分原因是它们所由的材料可能很难研究
这种新材料可以简化这种研究，因为它相对容易制造
“我们研究的一个重要主题是新物理来自新材料，”这项工作的首席研究员、三井职业发展副教授约瑟夫·契克尔斯基说
“我们去年的初步报告就是这种新材料
这项新工作报道了新物理学
" Checkelsky目前论文的合著者包括主要作者Aravind Devarakonda Ph
D
21岁，现就读于哥伦比亚大学
这项工作是德瓦拉昆达论文的核心部分
合著者是前麻省理工学院研究科学家、现就职于日本东邦大学的竹仁铃木；方，麻省理工学院物理系博士后；朱俊波，麻省理工学院物理系研究生；国家强磁场实验室大卫格拉夫；日本应急物质科学研究中心的马库斯·克里纳；傅亮，麻省理工学院物理学副教授；和哈佛大学的埃夫西米奥斯·卡希拉斯
新型量子材料 经典物理可以用来解释构成我们世界基础的任何数量的现象——直到事情变得非常小
像电子和夸克这样的亚原子粒子行为不同，其方式仍未被完全理解
进入量子力学，试图解释它们的行为和结果的领域
Checkelsky和他的同事发现了一种新的量子材料，或者说是一种在宏观尺度上展示量子力学奇异性质的材料
在这种情况下，所讨论的材料是超导体
Checkelsky解释说，最近出现了实现二维或只有几个原子层厚的特殊超导体的热潮
这些新的超薄超导体引起了人们的兴趣，部分原因是它们有望对超导性本身有所了解
但是也有挑战
首先，只有几个原子层厚的材料本身就很难研究，因为它们非常脆弱
有没有其他方法来探听他们的秘密？ Checkelsky和他的同事们制造的新材料可以被认为是一个超导等效层饼，其中一层是超导材料的超薄薄膜，而下一层是保护它的超薄隔离层
将这些层一层堆叠在另一层之上会产生大晶体(当硫、铌和钡的组成元素被一起加热时，这自然发生)
“宏观晶体，我可以拿在手里，表现得像2D超导体
这非常令人惊讶，”契克尔斯基说
科学家们用来研究2D超导体的许多探测器在原子级薄材料上的应用是具有挑战性的
Checkelsky说，因为这种新材料非常大，“我们现在有更多的工具(来表征它)。”
事实上，对于当前论文中报道的工作，科学家们使用了一种需要大量样本的技术
奇异超导体 超导体以一种特殊的方式携带电荷
电荷不是由一个电子携带，而是由两个电子以库珀对的形式结合在一起
然而，并不是所有的超导体都是一样的
一些不寻常的超导形式只有在库珀对能够不受阻碍地穿过材料，跨越相对较长的距离时才会出现
距离越长，材料越“干净”
切尔斯基团队的材料非常干净
结果，物理学家们兴奋地看到它是否会呈现出一种不寻常的超导状态，事实确实如此
在目前的论文中，该团队表明，他们的新材料是一种应用磁场的有限动量超导体
20世纪60年代提出的这种特殊的超导性至今仍让科学家着迷
虽然超导性通常会被适度的磁场破坏，但有限动量超导体可以通过形成有大量库珀对的区域和没有库珀对的区域的规则模式来进一步维持
事实证明，当库珀对在被称为朗道能级的量子力学轨道之间移动时，这种超导体可以被操纵形成各种不同寻常的模式
Checkelsky说，这意味着科学家现在应该能够在同一种材料中创造出不同的超导模式
“这是一个引人注目的实验，能够证明库珀对在超导体的朗道能级之间移动，这是以前从未观察到的
坦率地说，我从没想到会在你手里拿着的水晶里看到这个，所以这非常令人兴奋
为了观察这种难以捉摸的效应，作者必须对他们之前发现的一种独特的二维超导体进行艰苦的高精度测量
康奈尔大学物理学教授凯尔·沈说:“这是一项了不起的成就，不仅在于它的技术难度，还在于它的聪明。”
沈没有参与这项研究
此外，物理学家们意识到，他们的材料还具备另一种奇异超导性的成分
拓扑超导涉及电荷沿边缘或边界的运动
在这种情况下，电荷可以沿着每个内部超导图形的边缘移动
Checkelsky团队目前正在研究他们的材料是否真的能够实现拓扑超导
如果是这样的话，“我们能结合两种新型超导性吗？这会带来什么？”切尔斯基问道
“认识到这种新材料非常有趣，”他总结道
“随着我们深入了解它能做什么，出现了许多令人惊讶的情况
当意想不到的新事物出现时，真的很令人兴奋
"
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