2019年 | プレスリリース?研究成果
超高圧実験で明らかにした ウラン系エキゾチック超伝導と異常金属状態 30年間の謎であった超伝導の対称性を解明
东北大学金属材料研究所の清水悠晴助教、青木大教授は、CEA-Grenoble(フランス原子力庁)の研究員ダニエル?ブレイスウェイト(Daniel Braithwaite)氏、ジャンパスカル?ブリゾン(Jean-Pascal Brison)氏らとともに、以下のことを明らかにしました。
【発表のポイント】
- ウラン系重い电子系※1化合物鲍叠别13の风変わりな超伝导（エキゾチック超伝导体※2）の磁场中?超高圧特性を世界で初めて明らかにした。
- UBe13は常伝导相の异常金属状态※3から突如として超伝导に転移する极めて异常な物质で、その特性の详细は30年もの间、未解明であった。
- 今回の発见は、固体物理学の超伝导基础研究において重要な成果である。
本研究成果は、2019年2月12日付でPhysical Review Lettersに掲載されました。
【用语解説】
※１ 重い电子系：希土类元素やウランなどのアクチナイド元素を含む金属化合物中に存在する电子は、局在的な蹿电子が低温で量子効果によって固体结晶中を动き回ります。蹿电子间には非常に强い斥力がはたらくため、结晶中では通常の金属よりも100倍から1000倍も遅い速度で（言い换えると、100倍から1000倍も大きな有効质量を持ちながら）ゆっくり动き回っています。超伝导は何らかの引力によって电子が対を成すことによって生じますが、电子が强い斥力を受けているにもかかわらず、なぜ超伝导引力が生じるのかを解明するため、これまでに多くの実験的?理论的研究が行われています。
※2 エキゾチック超伝导体：従来型の超伝导体のことを1957年に提唱された叠补谤诲别别苍-颁辞辞辫别谤-厂肠丑谤颈别蹿蹿别谤の理论にちなんで叠颁厂超伝导と呼びますが、この理论では説明できない异常な超伝导をエキゾチック超伝导と呼び、その超伝导特性を理解するための研究が精力的に行われています。
※3 异常金属状态：通常の金属ではランダウのフェルミ液体理论で説明がつきますが、フェルミ液体理论では説明がつかない异常な金属状态（非フェルミ液体状态）が重い电子系化合物には多く见られ、これは热揺らぎが抑えられる低温领域において古典物理学では説明できない量子的な揺らぎが発达しているためと考えられています。エキゾチック超伝导はそのような异常金属状态（非フェルミ液体状态）が発端となって起こると考えられ、その异常性の起源を明らかにすることがエキゾチック超伝导のメカニズムを解明する重要な手がかりになります。
図. （左上）重い電子系超伝導体 UBe13 の上部臨界磁場及び電気抵抗のべきに見られる異常金属状態。（左下）UBe13の結晶構造と、交流帯磁率及び電気抵抗のダイヤモンドアンビルセルを用いたセットアップ。（右）常圧から超高圧下約 6 GPa までの上部臨界磁場の圧力依存性。常圧では等方的なスピン三重項フルギャップ A1u 状態が実現し、6GPa に近づくにつれ、対称性の低い Eu スピン三重項状態の量子的な重なりのウエイトが大きくなる。
问い合わせ先
◆研究内容に関して
东北大学金属材料研究所
附属量子エネルギー材料科学国际研究センター
助教 清水 悠晴（しみず ゆうせい）
教授 青木 大（あおき だい）
Tel 029-267-3181 Fax 029-267-4947
E-mail: yuseishimizu*imr.tohoku.ac.jp(*を＠に置き換えてください)
◆报道に関して
情报企画室広报班
冨松美沙
TEL：022-215-2144 FAX: 022-215-2482
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