磁性超導材料首次在室温下獲得

俄羅斯量子中心科研人員首次在室温下獲得了磁性超導材料。有關專家認為，藉助該技術未來可創建不需要複雜和昂貴冷卻裝置的量子計算機。相關研究發表在《科學報告》雜誌上。

通常情況下，量子效應可在基本粒子中觀察到，只有在非常低的温度下能夠觀察到宏觀量子現象。近年來，磁性超導材料吸引了科學家的注意。它是指含有磁性離子的超導材料，相關研究集中在磁性與超導性相互作用、兩者共存可能性等方面。早期對元素、合金和化合物的研究都認為，磁性和超導性不可能在同一材料中同時存在，因為磁性離子與導電電子自旋的交換作用會破壞超導態。在發現含磁性稀土原子的超導三元化合物後，相關研究才進一步發展。

磁性超導材料既可用於加速大型強子對撞機中的粒子，又可用於建造磁懸浮交通工具。目前磁性超導體的開發和批量生產中的主要問題是，需要使用複雜且昂貴的冷卻設備。

在俄羅斯科學基金會的支持下，俄羅斯量子中心的研究人員首次在室温下獲得了磁性超導材料。相關實驗是在釔鐵石榴石單晶膜上進行的。該物質在某些温度下具有自發磁化作用。在這種晶體中，準粒子可以更長久地保留其量子特性。科學家已經證明，在強磁作用下磁振子（磁體中的磁激發）處於量子態，類似於超低温下的原子態。在這種情況下，相當多的物質原子進入統計上不太可能的量子狀態，結果，在宏觀尺度上觀察到了量子效應。

上述科研項目負責人、俄羅斯量子中心首席研究員尤里·布科夫稱，在室温下獲得磁性超導材料的量子現象是科學家的夢想，但以往認為這無法在室温下實現。然而，對釔鐵石榴石的研究表明，即使在較高温度下，在這種物質中也可以觀察到磁性超導材料的量子效應。這一發現將能夠在不使用昂貴笨重的冷卻系統的情況下應用量子現象。“這看起來似乎超出了想象的範圍，但是我們成功了。現在可以致力於創建在室温下工作的量子計算機。”

總編輯圈點

今年恰好是超導現象發現100週年。百年時間裏，人們關於超導的研究已取得了長足進步，但不得不説：超導它依然神秘。尤其是近年來研究風頭正勁的磁性超導——在一定條件下，物質的磁性和超導性不但可以相互轉化，還可能相互共存，十分新穎且奇妙。我們早已知道必須在一定温度下才會產生超導現象，也就是俗稱的臨界温度，但現在，科學家竟在室温下獲得了磁性超導材料，無疑是一項巨大成功，也預示着室温下運行的量子計算機或已向人們招手。