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なぜ、超伝導電流は電気抵抗なしで消えるのか? ?磁場中での超伝導-常伝導相転移を説明する新理論?(2020.12.18 EPL's top 10 most discussed and shared research from 2020選出)

2020.12.18

小泉 裕康 准教授の論文が、EPL's top 10 most discussed and shared research from 2020選出


物理学の全ての分野をカバーする学術誌 EPL に今年掲載された論文のうち、ニュース、ブログ、SNSなどを通じて最も話題となった論文をランキングしたもので、小泉准教授の成果は幅広いメディアに取り上げられ、第1位にランクインしています。

国立大学法人筑波大学計算科学研究センター 小泉裕康准教授は、現在、広く適用されている超伝導理論では説明ができなかった、超伝導体が磁場中で超伝導状態から通常の金属状態(常伝道状態)に相転移する際、超伝導電流がジュール熱を発生せずに消失するという現象の、理論的解明に成功しました。

本研究が提唱する新理论では、「超伝导电流はベリー接続」によって生じる集団モードが作るループ电流の集まりである」と考えるべきであることが示されました。また、ベリー接続の生成にはラシュバ型スピン轨道相互作用が重要である可能性を明らかにしました。

现在の超伝导の标準理论は、超伝导电流の説明の点で问题があることが度々指摘されてきました。今回の成果は、この问题点を解消するために、标準理论をどのように変更していくべきかについての一つの指针を提示したことになります。标準理论が変更されることにより、长い间、メカニズムが不明のままになっている、铜酸化物高温超伝导の机构解明が达成される可能性もあります。さらに、超伝导体を量子ビットとして使うエラー订正机能を备えた量子コンピュータの実现に関しても、重要な贡献になり得ると考えられます。

マイスナー効果により超伝導体の上に浮いた磁石

図 マイスナー効果により超伝导体の上に浮いた磁石

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