Les supraconducteurs chiraux sont des matériaux supraconducteurs non conventionnels avec des propriétés topologiques distinctives, dans laquelle la symétrie d'inversion du temps est brisée. Deux des premiers matériaux à être identifiés comme supraconducteurs chiraux sont l'UPt 3 et Sr 2 RuO 4 . Jusque là, la preuve expérimentale de la rupture de la symétrie d'inversion du temps dans ces deux matériaux reposait principalement sur des mesures de surface recueillies à un champ magnétique égal à zéro.

Chercheurs de l'Université de Notre Dame et de l'Université Northwestern, cependant, a récemment entrepris de rassembler de nouvelles preuves de la supraconductivité chirale du matériau UPt 3 , aller au-delà des mesures de surface dans des conditions de champ magnétique nul. Leur papier, Publié dans Physique de la nature , contient les résultats de mesures vraiment en vrac d'UPt 3 avec un champ magnétique appliqué, qui fournissent une preuve directe de la rupture de la symétrie d'inversion du temps dans le matériau.

"Les mesures que nous avons recueillies sont la conclusion d'une décennie de collaboration à long terme entre William Halperin de la Northwestern University et moi-même, conduit par des étudiants diplômés précédents (William Gannon) et actuels (Keenan Avers), " Morten Eskildsen, l'un des chercheurs qui a mené l'étude, Raconté Physique de la nature . "Ils sont particulièrement opportuns étant donné que les récentes mesures de conductivité thermique et de décalage de 17O Knight remettent en question la détermination antérieure de l'appariement de parité impaire dans Sr 2 RuO 4 ."

Comparé à Sr 2 RuO 4 , parité impaire F -l'appariement d'ondes est bien établi dans UPt 3 . Pendant l'UPt 3 la phase B est prédite comme étant un état fondamental chiral, les preuves du BTRS sont arrivées, comme mentionné ci-dessus, à partir de mesures de sonde de surface avec un champ magnétique appliqué nul.

Dans leurs expériences, Eskildsen et ses collègues ont collecté des mesures en vrac d'UPt 3 par diffusion de neutrons aux petits angles (SANS), une technique qui permet la caractérisation des structures matérielles à une échelle mésoscopique. Le protocole de mesure spécifique qu'ils ont utilisé, ce qui implique une comparaison entre les mesures de réduction de champ et d'inversion de champ, a été conçu par James Sauls à l'Université Northwestern, qui a co-écrit le document.

Les tourbillons introduits dans les matériaux supraconducteurs en appliquant un champ magnétique peuvent servir de sondes sensibles de l'état supraconducteur dans le matériau hôte. Dans leur étude, Eskildsen et ses collègues ont utilisé des vortex pour sonder l'état supraconducteur dans l'UPt ultrapropre 3 cristaux, spécifiquement en appliquant les études SANS du réseau vortex du matériau.

"Les vortex permettent des mesures en fonction de l'intensité du champ magnétique et sondent les propriétés supraconductrices en vrac, par opposition aux propriétés de surface, " a déclaré Eskildsen. "Nos mesures ont été recueillies dans deux des principales installations de diffusion de neutrons :Oak Ridge National Laboratory dans le Tennessee (États-Unis) et l'Institut Laue Langevin à Grenoble (France). "Les mesures ont été rendues possibles par un effort à long terme de la Northwestern University pour produire des monocristaux d'UPt 3 avec une qualité sans précédent."

L'étude récente d'Eskildsen et de ses collègues offre la première preuve directe de BTRS dans le matériau UPt 3 basé sur des mesures en vrac, démontrant finalement un degré de liberté interne dans sa supraconductivité (c'est-à-dire la capacité d'obtenir différentes séparations de réseau de vortex en fonction de l'histoire du champ). En plus de confirmer le BTRS de UPt 3 , ces résultats pourraient encourager d'autres équipes de recherche à utiliser des techniques de mesure similaires pour étudier d'autres supraconducteurs non conventionnels.

"Nous n'avons actuellement pas d'autres plans pour ce matériau, mais le type de protocoles de mesure pourrait être utilisé dans des études de diffusion de neutrons aux petits angles d'autres supraconducteurs qui pourraient briser la symétrie d'inversion du temps, " a déclaré Eskildsen.

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