超导性：超声波揭示UTe2的多种状态
· BehindLines 编辑部
一种材料能否同时容纳多种超导形式？以康奈尔大学为主的研究团队，在二碲化铀（UTe2）上给出了新的证据。10月30日，该校介绍了这些实验，它们进一步厘清了两种超导状态共存的条件。这项成果强化了一条研究思路，但并未证明人们为量子计算所期待的拓扑超导体确实存在。
问题的核心在于相图：这是一张按温度、压力和磁场标示材料状态的图。研究人员在预印本中说明，图上某些相边界看似交汇于一点，这在热力学上构成难题，因为这样的交汇本不应出现。也就是说，此前发表的相图在他们看来与热力学并不一致。
为了看得更清楚，他们向材料发射超声脉冲。声速出现一次特殊的跃升，由此揭示出相与相之间的一条新边界。分析显示，有一个点是四个区域的交会处，称为四临界点；越过该点之后，材料进入一种由多个超导分量组成的状态。
这种行为还有一个特别之处：继续降温时，某一种超导序可能消失。研究团队认为，这是两个分量相互竞争、一方把另一方挤走的结果。因此，进一步降温并不一定会增强这种材料中每一种超导形式。
康奈尔大学指出，实验在极低温下进行，温度介于1至2开尔文之间（约零下272摄氏度），并且处于高压之下。这项工作属于基础研究：它既没有给出可以运行的计算器件，也不是室温下的应用。大学的新闻稿与预印本出自同一个团队、讲的是同一项研究，因此不能算作两次独立的重复验证。预印本于3月提交、7月修订；康奈尔大学宣布，该研究已于10月30日发表在《自然·物理》上。