【プレスリリース】液晶のような特定の向きに整列する超伝導状態の発見 －回転対称性の破れを伴った「ネマティック」超伝導－ | 日本の研究.com
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概要

超伝導とは、ある温度以下で電気抵抗が完全にゼロになる現象のことで、超伝導物質内で電子 2 個ずつがペアを作ることで引き起こされます。国立大学法人京都大学理学研究科の米澤進吾助教らの研究グループは、このペアの組み方が非常に独特な超伝導状態を発見しました。これまでに知られていた超伝導物質では、ペアの組み方は物質の構造という外的な要因だけで決まっていました。米澤助教らは、銅を挿入したビスマス-セレン化合物超伝導物質において、超伝導ペアたちが、特定の方向でペアを組む強さが弱くなるように自発的に整列していることを明らかにしました。これは、液晶ディスプレイなどに利用されている液晶ネマティック状態(液晶分子同士がある方向に整列することで、特別な方向を生じ回転対称性を破っている)に類似しているため、「ネマティック超伝導」と呼ばれるべき現象です。このような状態の実現が確かめられたのは超伝導研究の 100 年超の歴史において初めてであり、超伝導の基礎・応用両面で非常に重要な一歩だと考えられます。また、2016 年のノーベル物理学賞は物質におけるトポロジーの重要性を開拓した業績について授与されますが、この物質におけるネマティック超伝導はトポロジーの観点でも特異な性質を持つ超伝導であるため、我々の成果は本年のノーベル物理学賞とも深く関連しています。

本成果は英国 Nature Publishing Group の発行する Nature Physics 誌のオンライン版に平成 28 年 10 月 11日(日本時間)に掲載されました。また、同誌の注目論文を紹介する News and Views に解説記事が掲載されました。本研究は、本学理学研究科の米澤助教・前野悦輝教授および同修士課程 2 回生の田尻兼悟らのグループ、ドイツ連邦共和国・ケルン大学の安藤陽一教授のグループ、学校法人京都産業大学の瀬川耕司教授、国立研究開発法人日本原子力研究開発機構の永井佑紀研究員との共同研究です。

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