作者:英格丽德·法德利
（同organic）有机 使用隧道二极管振荡器方法测量的与超流密度成比例的磁穿透深度平方反比的温度相关性
这些线显示了与使用各种模型的数据的拟合，其中可以看出具有完全开放间隙的s波模型与数据不一致，但是节点的s+p模型可以很好地描述结果
信用:尚等
在绝大多数超导材料中，库珀对具有所谓的偶宇称，这实质上意味着当电子交换空间坐标时，它们的波函数不会改变
相反，一些非常规超导体被发现含有奇偶性库珀对
这种质量使得这些非常规材料在量子计算应用中特别有前途
过去的研究预测，非中心对称的超导体，其晶体结构没有反转中心，可以显示出独特和不寻常的性质
近年来，非中心对称超导体已经成为一个热门的研究课题，因为其中包含的库珀对的结构，它具有奇偶校验位的混合
CaPtAs是浙江大学研究人员发现的一种新的非中心对称超导体
这些研究人员与保罗·舍勒研究所和世界其他研究所的科学家一起，最近进行了一项研究，调查这种化合物的非常规超导性
他们发表在《物理评论快报》上的论文提供了证据，证明在其超导状态下，CaPtAs同时表现出节点超导性和打破时间反转对称性(TRS)
开展这项研究的研究人员之一元告诉《物理》杂志说:“众所周知，CaPtAs的晶体结构是非中心对称的，因此，我们认为确定它是否也是超导体会很有意思。”
（同organic）有机
“在今年早些时候发表的一篇论文中，我们报道了CaPtAs确实是一种非中心对称超导体，它在1以下变成超导的
5 K
我们也看到了异常超导特性的迹象，即节点超导间隙
" 在他们之前的工作中收集到的观测数据启发了袁和他的同事们收集先进的测量数据，使他们能够更深入地研究CaPtAs的非常规超导特性
他们最近研究的关键目标是确定当CaPtAs处于超导状态时，时间反转对称性是否被打破
研究人员还在非常低的温度下测量了非中心对称超导体的磁穿透深度，以更好地理解其超导间隙的结构
更具体地说，他们想确定材料的超导间隙是否存在所谓的“节点”，即间隙幅度等于零的点
“在我们的研究中，时间反转对称性破缺的证据来自于μ自旋弛豫/旋转(μSR)技术，而节点超导性的证据来自于μSR、隧道二极管振荡器()方法以及比热，”袁说
μ自旋弛豫/旋转(μSR)是一种精确测量材料内部磁场的强有力方法，它使用带正电荷的反μ子作为探针
超导体时间反转对称性破缺的一个特征是，当超导体冷却到临界温度时，会自发出现非常小的磁场
μSR是为数不多的现有技术之一，其灵敏度足以探测材料内部如此小的磁场
“我们将自旋极化的μ子植入超导体，”保罗·舍勒研究所的田上解释道
“正μ子是在专门的测量设备上通过质子束与碳靶碰撞产生的
我们的μSR实验是在瑞士的保罗·舍勒研究所进行的
" μ子是非常不稳定的基本粒子，会迅速衰变，半衰期为2
2 s，变成一个正电子和两个中微子
μ介子的自旋通常受材料内部磁场的影响
因此，在材料中植入μ子，研究人员可以简单地通过测量正电子随时间的分布来重建这些磁场的性质
尚说:“特别是，人们通常会计算样本两端正电子的数量，以及这些数量之间的差异，即‘不对称性’，如何随着时间的推移而变化，从而可以用来检测时间反转对称性被打破时的微小额外磁场。”
物理学术语“节点超导性”指的是超导体内部能隙的性质，它是分裂一个库珀对所需的阈值能量
在节点超导体中，对于向某些方向运动的库珀对，这个能隙为零
这意味着即使在非常低的温度下，热能也能使库珀对分裂
在零场(ZF)和沿初始μ子自旋方向施加的小场(低频)中，由捕获的μ子自旋弛豫测量得到的作为时间函数的不对称性
在超导跃迁0°以下，ZF不对称性随着时间的推移下降得更快
02K比2
5 K，这表明超导状态下出现了额外的磁场，这是打破时间反转对称性的标志
信用:尚等
因此，节点超导性可以通过计算材料中铜对的数量来检测
如果超导体内部的铜对数量随着温度降低到远低于超导临界温度而继续增加，可以预期该材料表现出节点超导性
“我们测量了作为温度函数的CaPtAs的磁穿透深度，低至非常低的温度(小于0
浙江大学的迈克尔·斯米特曼说:“通过两种方法，可以确定库珀对的数量是如何随温度变化的。”
“其中一种方法是μSR，即在材料上施加磁场
由于CaPtAs是一种第二类超导体，磁场将通过磁通线穿透材料，形成涡流晶格，这些磁通线的分布可以使用μSR检测
分布取决于磁穿透深度，因此库珀对的数量很容易确定
" 袁和他的同事还使用了另一种被称为隧道二极管振荡器()的测量工具
tdo是测量磁穿透深度的温度依赖性的非常灵敏的仪器
本质上，研究人员将电荷捕捉器放在线圈中，这是液晶电路的一部分
这个线圈中的电流产生一个非常小的磁场，由于所谓的迈斯纳效应，它不能深入超导体，但它仍然可以到达其表面以下一定的距离
“这个距离的特征是一个被称为磁穿透深度的量，”袁解释说
“如果超导体的穿透深度随着温度而变化，那么线圈的电感也会发生变化，这可以通过测量液晶电路谐振频率的变化来检测
" 通过将这些技术应用到超导体捕捉器，研究人员收集了它的节点超导性的证据
更具体地说，当他们计算材料中库珀对的数量时，他们发现他们的结果可以用超导体中的间隙是节点的模型来解释
“这一点尤其明显，因为随着温度的降低，超流密度继续增加，”斯米特曼说
“如果CaPtAs是一个完全有间隙的超导体，超流密度会在低温下饱和
" 虽然许多研究人员先前预测非中心对称超导体中存在不寻常的超导特性，但这并不总是得到实验证实
过去的研究确定了少数具有超导性的非中心对称磁性超导体，这与巴丁-库珀-施里弗理论概述的传统电-声子机制明显不同，后者表现为异常的物理现象
然而，许多没有磁性离子的非中心对称超导体被发现表现出与它们的传统中心对称超导体相似的性质
袁说:“在某些情况下，非中心对称的超导体会出现时间反转对称性的破坏，但它们的其他性质仍然很像传统的超导体。”
“特别是，它们通常具有完全开放的超导间隙
我们的发现提供了碳纳米管中的节点超导性和时间反转对称性破缺的证据，从而使我们能够在通常明显不同类型的非中心对称超导体之间建立联系
" 袁和他的同事们发现CaPtAs中的节点超导性类似于在非中心对称磁性超导体中观察到的现象
这意味着CaPtAs可能是研究混合单重态-三重态配对的主要候选物，人们期望在这些系统中找到这种配对
这项研究还提供了一个有价值的观点，即在广泛的超导体中，TRS断裂背后的可能机制
在未来，其他研究团队可以从他们的工作中获得灵感，并使用CaPtAs来研究拓扑超导和TRS的机制
“虽然我们有证据表明CaPtAs中存在一种不寻常的超导状态，既具有节点超导性又具有打破的时间反转对称性，但超导间隙的详细结构和导致这些行为的潜在机制仍有待确定，”袁补充说
“在我们接下来的研究中，我们感兴趣的是确定一种能够解释这两种结果的超导配对的具体形式，然后在微观层面上理解是什么让CaPtAs产生了这种新的超导性
我们还想确定拓扑超导性能否在CaPtAs中实现
"
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