超伝导はある温度以下で物质の电気抵抗がゼロになる现象です。この时、超伝导体（物质）では2つの电子が1组の电子対となり、自ら持つスピン（磁力の最小単位）を打ち消しあっています。このため、磁场は超伝导と相性が悪く、超伝导を抑制する外的要因としてのみ取り扱われてきました。応用上においても、磁场に强い超伝导状态をどのように作り出すかは、重要な课题となっています。一方、近年ウラン化合物で発见された「スピン叁重项超伝导」は、従来の超伝导状态とは电子スピンの状态が异なるため、本质的に磁场に强く、高い磁场の中でも超伝导状态を保つことが知られていました。
この度、栁瀬陽一 理学研究科教授、常盤欣文 日本原子力研究開発機構（原子力機構）研究主幹、徳永陽 同グループリーダー、淡路智 東北大学教授、佐々木孝彦 同教授、青木大 同教授らは、原子力機構が開発したスピン三重項超伝導体UTe2（ウランテルル化物）の超纯良単结晶を用いて、この新しい超伝导がどのように磁场と共存し、强い磁场中でも安定して存在し続けられるのかを调べました。
その结果、スピン叁重项超伝导は磁场の中でそのスピンの状态を柔软に変化させることができ、より强い磁场に适応した新しい状态へと自ら移行することを発见しました。それによって、超伝导状态が壊れる限界である「临界磁场」が、従来の理论予测の约2倍、12テスラにまで达することも明らかになりました。これは、通常のネオジム磁石が0.5テスラ、医疗用惭搁滨では3テスラの磁场であることを踏まえると、非常に大きい値です。
この成果は、高磁场に耐えうる超伝导体开発に指针を与えるものであり、惭搁滨や次世代加速器に必要な超伝导电磁石に使用する材料开発につながると期待されます。
本研究成果は、2025年9月24日に、国際学術誌「Physical Review Letters」にオンライン掲載されました。
【顿翱滨】
【书誌情报】
Y. Tokiwa, P. Opletal, H. Sakai, K. Kubo, S. Kambe, E. Yamamoto, M. Kimata, S. Awaji, T. Sasaki, D. Aoki, Y. Yanase, Y. Tokunaga, Y. Haga (2025). Self-Reconstruction of Order Parameter in Spin-Triplet Superconductor UTe?. Physical Review Letters, 135, 13, 136502.
