東大ら、超伝導の新たなメカニズムの検証に成功

量子液晶揺らぎによる電子対形成のイメージ図

　東京大学、岡山大学、弘前大学による研究グループは9日、超伝導電子対の結合の強さが量子液晶揺らぎによって増強されることを明らかにした。研究グループでは、超伝導の発動機構への理解が進むだろうとしている。

　物質の電気抵抗が低温で消失する超伝導は、リニアモーターカーや医療用MRIのほか、量子コンピュータなどへの応用も期待されている。一方で、非従来型超伝導と呼ばれる、より高温で超伝導を示す物質も見つかっており、その発現機構の解明が大きな課題とされてきた。非従来型超伝導では、量子液晶揺らぎが超伝導電子対の形成の相互作用となっているとされており、実験による検証も求められていた。

　研究グループでは、超伝導状態の物質に対して磁場をかけていくと、ある大きさで超伝導が消失することに着目。近年注目されている鉄系超伝導体Fe(Se,Te)の超伝導が消失する磁場の大きさを測定し、変化を調べた。

　その結果、磁場が大きくなるにつれて超伝導状態は徐々に縮小し、強い量子液晶揺らぎが発達していることが分かった。これにより、量子液晶揺らぎによって、超伝導電子対の形成を促す相互作用が強くなることを実証した。

　研究グループは今回の成果から、磁気的な揺らぎによる超伝導と比較することで、超伝導の発動機構に対する理解が大きく進展することが期待できるとしている。