Nachweis für gebrochene Zeit-Umkehr-Symmetrie in einem topologischen Supraleiter

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Chirale Supraleiter sind unkonventionelle supraleitende Materialien mit ausgeprägten topologischen Eigenschaften, bei denen die zeitliche Umkehrung der Symmetrie gebrochen ist. Zwei der ersten Materialien, die als chirale Supraleiter identifiziert wurden, sind UPt3 und Sr2RuO4. Bisher basierte der experimentelle Nachweis für eine gebrochene Zeit-Umkehr-Symmetrie in diesen beiden Materialien hauptsächlich auf Oberflächenmessungen, die bei einem Magnetfeld gleich Null gesammelt wurden.

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Forscher an der Universität von Notre Dame und der Northwestern University haben sich jedoch kürzlich daran gemacht, neue Beweise für die chirale Supraleitung des Materials UPt3 zu sammeln, die über Oberflächenmessungen bei Bedingungen mit einem Magnetfeld von Null hinausgehen. Ihre in Nature Physics veröffentlichte Arbeit enthält die Ergebnisse von echten Massenmessungen von UPt3 mit einem angelegten Magnetfeld, die einen direkten Beweis für eine gebrochene Zeit-Umkehr-Symmetrie im Material liefern.

“Die von uns gesammelten Messungen sind der Abschluss einer zehnjährigen Zusammenarbeit zwischen William Halperin von der Northwestern University und mir, die von früheren (William Gannon) und aktuellen (Keenan Avers) Doktoranden vorangetrieben wurde”, sagte Morten Eskildsen, einer der Forscher, die die Studie durchgeführt haben, gegenüber Nature Physics. Sie sind besonders zeitgemäß, da die jüngsten Messungen der Wärmeleitfähigkeit und der 17O-Knitter-Verschiebung die frühere Bestimmung der ungeraden Paritätspaarung in Sr2RuO4 in Frage stellen”.

Im Vergleich zu Sr2RuO4 ist die ungerade Parität der f-Wellen-Paarung in UPt3 gut etabliert. Während in UPt3 die B-Phase als chiraler Grundzustand vorhergesagt wird, ist der Nachweis für BTRS, wie oben erwähnt, durch Oberflächensondenmessungen mit null angelegtem Magnetfeld erbracht worden.

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