Ett fasdiagram av UPt3 som indikerar de tre virvelfaserna (A, B, och C) för H II c. Kredit:Avers et al.
Chirala supraledare är okonventionella supraledande material med distinkta topologiska egenskaper, där tidsomkastningssymmetri är bruten. Två av de första materialen som identifieras som kirala supraledare är UPt 3 och Sr 2 RuO 4 . Än så länge, experimentella bevis för bruten tidsomkastningssymmetri i båda dessa material baserades främst på ytmätningar som samlats in vid ett magnetfält lika med noll.
Forskare vid University of Notre Dame och Northwestern University, dock, gav sig nyligen ut för att samla nya bevis för den kirala supraledningsförmågan hos materialet UPt 3 , rör sig bortom ytmätningar vid förhållanden med noll magnetfält. Deras papper, publicerad i Naturfysik , innehåller resultaten av verkliga bulkmätningar av UPt 3 med ett pålagt magnetfält, som ger direkta bevis på trasig tidsomkastningssymmetri i materialet.
"Mätningarna vi samlade in är slutsatsen av ett decenniums långvarigt samarbete mellan William Halperin vid Northwestern University och mig själv, driven av tidigare (William Gannon) och nuvarande (Keenan Avers) doktorander, "Morten Eskildsen, en av forskarna som genomförde studien, berättade Naturfysik . "De är särskilt lägliga med tanke på att den senaste tidens värmeledningsförmåga och 17O Knight shift-mätningar ifrågasätter den tidigare bestämningen av udda paritetspar i Sr 2 RuO 4 ."
Jämfört med Sr 2 RuO 4 , udda paritet f -vågparning är väl etablerad i UPt 3 . I UPt 3 B-fasen förutspås vara ett kiralt grundtillstånd, bevis för BTRS har kommit, som nämnts ovan, från ytsondsmätningar med noll pålagt magnetfält.
Vortex-gitter (VL) diffraktionsmönster. Kredit:Avers et al
I deras experiment, Eskildsen och hans kollegor samlade in bulkmätningar av UPt 3 använder småvinklar neutronspridning (SANS), en teknik som möjliggör karakterisering av materialstrukturer i mesoskopisk skala. Det specifika mätprotokoll de använde, vilket innebär en jämförelse mellan mätningar av fältreduktion och fältvändning, utarbetades av James Sauls vid Northwestern University, som var medförfattare till tidningen.
Virvlar som introduceras i supraledande material genom att applicera ett magnetfält kan fungera som känsliga sonder för det supraledande tillståndet i värdmaterialet. I deras studie, Eskildsen och hans kollegor använde virvlar för att undersöka det supraledande tillståndet i ultraren UPt 3 kristaller, specifikt genom att tillämpa SANS-studier av materialets virvelgitter.
"Virtices tillåter mätningar som en funktion av magnetfältets styrka och probens bulk supraledande egenskaper, i motsats till ytegenskaper, ", sa Eskildsen. "Våra mätningar samlades in vid två av de ledande neutronspridningsanläggningarna:Oak Ridge National Laboratory i Tennessee (USA) och Institut Laue Langevin i Grenoble (Frankrike). "Mätningarna möjliggjordes av en långsiktig ansträngning vid Northwestern University för att producera enkristaller av UPt 3 med en oöverträffad hög kvalitet."
Graf som visar fältberoendet för virvelgitterkonfigurationen (VL). Kredit:Avers et al.
Den senaste studien av Eskildsen och hans kollegor ger det första direkta beviset för BTRS i materialet UPt 3 baserat på bulkmätningar, slutligen visar en intern grad av frihet i dess supraledning (dvs förmågan att erhålla olika virvelgitterdelning beroende på fältets historia). Förutom att bekräfta BTRS för UPt 3 , dessa fynd kan uppmuntra andra forskarlag att använda liknande mättekniker för att studera andra okonventionella supraledare.
"Vi har för närvarande inga ytterligare planer för detta material, men den typen av mätprotokoll skulle kunna användas i småvinklar neutronspridningsstudier av andra supraledare som kan bryta tidsomkastningssymmetri, sa Eskildsen.
© 2020 Science X Network
