科学家首次揭示了二碲化铀超导体的两次异常比热变化( 二 )

在普通超导体中，电子配对成了双人的康加舞线，并通过金属相互跟随。但在一些罕见的情况下，电子偶会围绕彼此，跳上更类似于华尔兹的圆形舞蹈。
如果从拓补学的角度来解释，这种情况也更加特殊——电子圆舞中有一个“台风眼” 。一旦电子以这种方式配对，漩涡就难以摆脱，这也是拓补超导体相较于普通舞步的不同之处。
其实早在2018年，该团队就与UMD物理学兼职副教授、美国国家标准与技术研究院（NIST）物理学家NicholasButch的团队合作，意外发现了UTe2这种超导体。
值得一提的是，它似乎不受大磁场的影响（通常会因分裂电子舞蹈而破坏其超导性），这也是UTe2中的电子对，较平时更紧密地相互结合的首个线索。
据推测，这可能是因为它们的配对舞步是呈现圆形的，然后这个设想引发了许多其他人对该领域研究的浓厚兴趣。
Anlage补充道：“这有点像是一个完美的风暴超导体，结合了许多此前从未见过的特点” 。
此外在新论文中， Paglione与合作者报告了两个新的测量结果，并揭示了UTe2的内部结构。
UMD团队测量了材料的比热，即将材料加热1℃所需的能量。然后研究人员测量了不同起始温度下的比热，并观察温度随超导特性的变化。
通常情况下，能级会在材料向超导状态转变时有很大的跳跃。但我们实际上有看到两次跳跃。
所以这是UTe2具有两个超导跃迁的证据、而不仅仅是一个，这种特性是非同寻常的。
SCITechDaily指出，两次跳跃表明UTe2中的电子，可以配对成执行两种不同的舞蹈模式中的任何一种。
在第二次测量过程中，斯坦福团队将激光照射到一块UTe2样品上，并注意到反射回来的光有点扭曲。
在发射上下摆动的光源时，反射光主要是上下摆动的、但也带有一点左右特征，意味着超导体内部的某些东西带来了光的扭曲、且在输出时未能解除其封印。
然后斯坦福大学的Kapitulnik团队还发现，磁场可以迫使UTe2以一种或另一种方式扭曲光。
若在样品变成超导状态时施加一个朝上的磁场，则发出的光就会向左倾斜。如果将磁场指向下方，则光线就会向右倾斜。
研究人员指出，这意味着在样品内部舞蹈的电子，晶体的上下方向有一些特殊之处。
为弄清楚这一切对超导体中的电子有何意义，研究人员得到了威斯康星大学密尔沃基分校的理论家兼物理学教授、《科学》论文合著者DanielF.Agterberg的帮助。
理论指出，铀和碲原子在UTe2晶体内的排列方式，允许电子偶尔以八种不同的舞蹈来配置组队。
由于比热测量显示两种舞蹈在同时进行，因此Agterberg例举了将这八种舞蹈组合在一起的所有不同方式。
此外反射光的扭曲特性、以及磁场沿上下轴的矫顽力，又将可能性减少到四种。
先前的结果表明， UTe2的超导性，在大磁场下的稳健性，进一步将其限制在了其中两种电子舞蹈模式。
这两种电子配对舞蹈，都形成了一个漩涡、并表明了一种暴风雨般的拓扑舞蹈。
有趣的是，考虑到我们在实验中看到的情况的限制，目前最佳的理论，就表明其UTe2的超导状态是具有拓补特征的。