ミュー粒子を使って超伝导电子ペアの状态を解明―隣接する超伝导体の作る落とし穴に警鐘―

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 最近注目度が増している量子物质とは、日常的なスケールでの性质が量子力学効果から创発する物质で、超伝导体はその最たる例です。その中でも铜酸化物高温超伝导体など、标準的な理论の枠では説明できない「非従来型超伝导体」が、现代の基础研究の中心対象です。ルテニウム酸化物で约30年前に発见された超伝导も非従来型の典型例です。长年、电子ペアが磁石のような性质を保って量子情报を电気抵抗ゼロで运べる、スピン叁重项超伝导という画期的な状态が実现していると考えられてきました。ところが最近の核磁気共鸣の実験から以前の结论をくつがえす结果が明らかになったため、ほかの実験手法で検証することが重要となっていました。

 松木久和 高等研究院豊田理研-京大连携拠点(罢搁颈碍鲍颁)特定助教(現:化学研究所助教)、前野悦輝 同教授、ルステム?カサノフ パウル?シェラー研究所(PSI)博士、湯池宏介 東京大学大学院生らの研究グループは、ミュー粒子を使った磁気共鳴の実験に新しい手法を導入することで、ルテニウム酸化物Sr2RuO4の超伝導はスピン一重項で矛盾なく説明できることを確証しました。その過程で、超伝導体についてのこれまでの多くのミュー粒子実験の手法に思わぬ落とし穴があったことを明らかにしました。ミュー粒子ビームを効率よく照射するために複数の超伝導単結晶試料を並べた場合、マイスナー効果を示す隣接試料からの漏れ磁場が大きな信号を生んでいたのです。本研究によって、原子核とは相補的に、ミュー粒子を使った磁気共鳴による超伝導体の研究がさらに発展すると期待されます。

 本研究成果は、2026年2月9日に、国际学术誌「フィジカル?レヴュー?レターズ」にオンライン掲载されました。

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ミュー粒子を使って超伝导电子ペアの状态を解明―隣接する超伝导体の作る落とし穴に警鐘―

研究者のコメント

「非従来型の超伝导状态を完全に理解することは、现代の物理学でも极めて挑戦的なテーマになっています。そのよりどころとなる実験结果にも、専门家の间ですら意识されていなかった意外な技术的落とし穴がありうることを痛感しました。长年研究されてきた问题の解决には粘りと地道な努力が必要です。ルテニウム酸化物の超伝导については、残された重要な问题点が鲜明になっているので、一つ一つ解き明かして最终解决を目指します。」(前野悦辉)

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研究者情报
研究者名
松木 久和
研究者名
前野 悦輝
书誌情报

【顿翱滨】


【书誌情报】
Hisakazu Matsuki, Rustem Khasanov, Jonas A. Krieger, Thomas J. Hicken, Kosuke Yuchi, Jake S. Bobowski, Giordano Mattoni, Atsutoshi Ikeda, Ryutaro Okuma, Hubertus Luetkens, Yoshiteru Maeno (2026). Muon Knight Shift as a Precise Probe of the Superconducting Symmetry of Sr??RuO?. Physical Review Letters, 136, 6, 066001.

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