长期的超导！激光的短闪光，具有持续影响

超导 - 材料在不损失的情况下传递电流的能力 - 是一种量子效应，尽管研究了多年的研究，但仍然限于非常低的温度。现在，MPSD的一个科学家团队通过将其曝光为强烈的激光脉冲的脉冲，成功地创造了在分子固体中的电阻的亚稳态。这一效果已经在2016年才能展示，只有很短的时间，但在一项新的研究中，本文的作者已经显示出了更长的寿命，比以前更长的时间近10,000倍。光诱导超导性的长寿保持了集成电子产品中的应用。Budden等人的研究。已在自然物理中发表。

超导是现代物理学最令人迷人和最神秘的现象之一。它描述了当它们低于临界温度时，在某些材料中突然损失某些材料。然而，需要这种冷却的需求仍然限制了这些材料的技术可用性。

近年来，MPSD的Andrea Cavalleri团队的研究表明，在比光刺激下更高的温度下，强红外光脉冲是一种可行的工具，可以诱导各种不同材料的超导性能。然而，到目前为止，这些奇异的状态仅持续了几皮秒(万亿分之一秒)，因此将研究它们的实验方法限制在超快光学上。

本周报道了一项开创性的进展。卡瓦莱里小组的研究人员现在已经设法将有机超导体K的光诱导超导状态的寿命延长了四个数量级以上_3.C₆₀富勒烯(由60个碳原子组成的“足球”分子)。“我们发现了一种长期存在的状态，其电阻消失的温度比超导在没有光激发的情况下开始时的温度高5倍，”该研究的主要作者Matthias Budden说，他当时是一名博士生。

“这一成功的关键成分是我们开发一种新型的激光源，可以产生高强度，中红外光脉冲，可调持续时间从大约一个白秒到一个纳秒，”共同作者托马斯·雷伯特。新的激光型基于高功率气体激光器的同步，具有相对较长的纳秒脉冲到超级固态激光脉冲的超精确节律。

当这种长而强的红外光脉冲击中材料时，它们会引起分子振动、晶格扭曲，甚至电子构型的改变。考虑到这些过程的复杂性，人们提出了几种截然不同的理论来描述光增强超导物理学也就不足为奇了。令人惊讶的是，作者在他们的新工作中发现，在光激发后超导性持续了几十纳秒。这些超导体状态显著延长了寿命，使研究小组能够系统地研究材料的电阻。虽然是对K中光诱导超导性的微观描述_3.C₆₀这些结果仍然缺失，这些结果代表了当前理论的新基准。

“最重要的是，”Matthias Budden的总结“，我们的工作铺平了对照相凸起的Meissner效应的实验的方式，并激发了基于最先进的高速电子的集成装置中超导电路的应用。“这些应用包括极其敏感的磁场传感器，高性能量子计算和无损电力传输。更普遍地说，由于将较长的中红外激发脉冲与电子和磁性能的直接测量相结合的新方法，MPSD团队的目标是提高对复杂材料中许多有趣现象的控制和理解。

参考:“K的亚稳态光诱导超导性的证据”_3.C₆₀“由M. Budden，T.Gebert，M.Buzzi，G.Jotzu，E. Wang，T. Matsuyama，G.Meier，Y. Laplace，D.Pontiroli，M.Riccò，F.Schlawin，D. Zhlawin，D. Jaksch和D. Jaksch和D. Jaksch和D. Jaksch和D. Jaksch和D. Schlawin，D. Jaksch和D. Jaksch和D. Schlawin，D. Jaksch和D. Jaksch及A.Cavalleri，2021年2月4日，自然物理。
DOI: 10.1038 / s41567 - 020 - 01148 - 1

这项研究获得了欧洲研究理事会(ERC)协同拨款“量子材料控制前沿”(Q-MAC)和德国科学与技术研究所(DFG)通过卓越集群‘汉堡超快成像中心’的资助。这些实验是在自由电子激光科学中心(CFEL)的实验室里进行的谜底，最大普朗克社会和汉堡大学。该研究与与科学家密切合作进行牛津大学（英国），帕尔马大学（IT）和Elettra同步rotron设施，里雅斯特（它）。