耶鲁大学领导的一个团队发现了一种新型超导材料的最有力证据，这是一项基础科学突破，可能会以一种新的方式为诱导超导性——电流流动而不损失能量——打开大门。这一发现也为长期以来关于超导性的理论提供了切实的支持，即它可能基于电子向列性，即粒子打破其旋转对称性的物质相。这就是它的意思。在与硫混合的硒化铁晶体中，铁原子位于网格中。在室温下，铁原子中的电子无法区分水平和垂直方向。
但在较低的温度下，电子可能会进入“向列相”，在那里它开始倾向于向一个方向或另一个方向移动。在某些情况下，电子可能会开始在偏向一个方向和偏向另一个方向之间波动。这被称为向列相波动。几十年来，物理学家一直试图证明由于向列相波动导致的超导性的存在，但收效甚微。但这项由耶鲁大学Eduardo H.da Silva Neto领导的多机构合作的新研究提供了希望。这一发现发表在《自然物理学》杂志上。
耶鲁大学文理学院物理学助理教授、耶鲁大学西校区能源科学研究所成员da Silva Neto说：“我们一开始就预感到，在某些与硫混合的硒化铁材料中发生了一些有趣的事情，与超导性和向列相波动之间的关系有关。”。达席尔瓦·内托说：“这些材料是理想的，因为它们显示出向列序和超导性，没有一些缺点，如磁性，这可能会使研究它们变得困难。”。“你可以把磁力从方程式中分离出来。”但这并不容易。
在这项研究中，研究人员在几天内将铁基材料冷却到低于500毫开尔文的温度。为了追踪这种材料，他们使用了扫描隧道显微镜（STM）——它可以在原子水平上拍摄电子的量子态图像。研究人员将研究重点放在具有最大向列相波动的硒化铁上，寻找“超导间隙”，这是超导存在和强度的公认指标。STM图像使研究人员能够找到一个与电子向列性引起的超导性完全匹配的间隙。达席尔瓦·内托说：
“这很难证明，因为你必须在非常低的温度下进行具有挑战性的STM测量，才能准确测量间隙。”。“下一步是更仔细地观察。如果我们继续增加硫含量，超导性会发生什么？它会死吗？自旋波动会回来吗？接下来我们将探索几个问题。”这些发现是美国国家科学基金会资助的一项研究工作的成果，该研究是da Silva Neto实验室职业奖的一部分，该实验室最初在加州大学戴维斯分校，现在在耶鲁大学。
该研究的共同主要作者是耶鲁大学研究生Pranab Kumar Nag和Kirsty Scott。耶鲁大学的其他合著者包括杨新泽和亚伦·格林伯格，以及加州大学戴维斯分校的研究人员；明尼苏达大学；巴西戈亚斯联邦大学；巴西坎皮纳斯大学；费尔菲尔德大学。