초전도체는 일반적으로 극히 낮은 온도에서만 저항 없이 전기가 흐르게 하는 물질입니다. 대부분은 잘 이해된 물리적 규칙을 따르지만, 스트론튬 루테네이트, Sr2루오4는 1994년 초전도 거동이 처음 확인된 이후 설명하기 어려운 상태로 남아 있습니다. 이것은 가장 정확하게 연구된 비전통 초전도체 중 하나이지만, 연구자들은 전자가 어떻게 쌍을 이루고 어떤 대칭이 그 과정을 지배하는지에 대해 여전히 의견이 일치하지 않습니다.
과학자들이 초전도체를 조사하는 한 가지 방법은 Tc로 알려진 초전도 전이 온도가 변형에 어떻게 반응하는지 관찰하는 것입니다. 결정이 늘어나거나 압축되거나 비틀어질 때 다양한 초전도 상태가 뚜렷한 방식으로 반응합니다. 이전 연구, 특히 초음파를 사용한 연구에서는 Sr2RuO₄가 2성분 초전도 상태를 호스팅할 수 있다고 제안했습니다. 이 더 복잡한 형태는 내부 자기장이나 동시에 존재하는 여러 초전도 영역과 같은 특이한 효과를 생성할 수 있습니다. 그러나 이러한 상태는 전단 변형률에 강한 반응을 보일 것으로 예상됩니다.
정밀 전단 변형률 실험으로 놀라운 사실 확인
이를 더 자세히 조사하기 위해 교토 대학의 연구팀은 Sr에 제어된 변형을 적용하는 데 초점을 맞춘 실험을 설계했습니다.2루오4. 그들은 재료의 매우 얇은 결정에 세 가지 다른 유형의 전단 변형을 도입하는 방법을 개발했습니다. 전단 변형은 카드 덱의 상단을 바닥에 비해 미끄러지는 것과 유사하게 결정의 일부를 옆으로 이동시키는 것과 관련됩니다. 고해상도 광학 이미징을 사용하여 그들은 30°K(-243°C)의 낮은 온도에서도 변형률을 정밀하게 측정했습니다.
결과는 예상치 못한 것이었습니다. 초전도 전이 온도는 거의 변하지 않았습니다. T의 모든 변형기음 퍼센트 변형률당 10밀리켈빈보다 작았는데, 이는 실제로 너무 작아서 확실하게 감지할 수 없습니다.
주요 이론에 도전하는 연구 결과
이러한 관찰은 전단 변형이 Sr의 경우에 거의 영향을 미치지 않음을 나타냅니다.2루오4 초전도체가 됩니다. 이 결과는 기존의 여러 이론을 배제하고 실행 가능한 초전도 상태의 유형에 강력한 제한을 둡니다. 이 연구 결과는 2성분 상태를 뒷받침하는 대신 1성분 초전도 상태 또는 아직 완전히 연구되지 않은 좀 더 색다른 상태를 가리킨다.
“우리의 연구는 응집 물질 물리학에서 가장 오랫동안 지속된 미스터리 중 하나를 해결하기 위한 중요한 단계를 나타냅니다.”라고 제1저자 Toyota Riken(교토 대학 연구 센터)의 Giordano Mattoni가 말했습니다.
새로운 퍼즐이 등장하다
결과는 가능성을 좁히는 동시에 새로운 도전을 제시하기도 합니다. 이전의 초음파 실험에서는 전단 변형률에 대해 강한 반응을 보인 반면, 이러한 직접 변형률 측정에서는 거의 아무것도 나타나지 않았습니다. 이러한 불일치를 설명하는 것은 이제 연구자들에게 중요한 공개 질문입니다.
Sr을 넘어 광범위한 영향2루오4
이 연구에서 개발된 변형률 제어 접근법은 UPt₃와 같은 재료를 포함하여 다중 구성 요소 동작을 가질 수 있는 다른 초전도체를 연구하는 데 유용할 수 있습니다. 또한 과학자들이 복잡한 상전이가 있는 시스템을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.
출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/03/260322020252.htm
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