康奈尔大学文理学院的助理教授布拉德·兰肖
超导材料有两种类型，分别是s波和d波。康奈尔大学的研究人员现在发现了可能是第三种类型g波的新型超导体。
超导体中的电子以一种称为“库珀对”的方式一起移动。这种 "配对 "赋予了超导体最著名的特性：零电阻，原因是为了产生电阻，库珀对必须被分解，而这需要能量。
超导体S波和D波对比图
在s波超导体中（通常是传统的材料，如铅、锡和汞等），库珀对是一个电子朝上，一个朝下，两者都朝对方正面移动，没有净角动量。而近几十年来发现的所谓d波超导材料中，库珀对具有两个量子的角动量。
物理学家在理论上认为，在这两种所谓的 "单子 "状态之间存在第三种超导体：p波超导体，具有一个量子的角动量，电子对具有平行而非反平行的自旋。这种自旋三倍体超导体将是量子计算的重大突破，因为它可以用来创造马约拉纳费米子，这是一种独特的粒子，它是自己的反粒子。
钌酸锶
20多年来，p波超导体的主要候选材料之一是钌酸锶（Sr2RuO4），尽管最近的研究已经开始打破这一想法。
康奈尔大学文理学院的助理教授布拉德·兰肖团队着手彻底确定钌酸锶是否是一种备受期待的p波超导体。他们利用高分辨率共振超声光谱发现这种材料有可能完全是一种全新的超导体：g波。
兰肖说："这个实验真正显示了这种新型超导体的可能性，我们以前从未想过。它真的打开了超导体的可能性空间，以及它如何表现自己。如果我们有一天要掌握控制超导体，并在技术中使用它们，就像我们对半导体的那种微调控制一样，我们真的想知道它们是如何工作的，以及它们有哪些品种和味道。"
共振超声光谱
与之前的项目一样，兰肖和博士生沙耶克·戈什利用共振超声光谱研究了钌酸锶晶体中超导的对称特性，该晶体是由德国马克斯·普朗克固体化学物理研究所的科学家种植和精密切割而成的。
然而，与之前的尝试不同，兰肖和戈什在尝试进行实验时遇到了一个重大问题。戈什说："将共振超声波冷却到1开尔文（零下457.87华氏度）是很困难的，我们不得不建造一个全新的设备来实现这一目标。"
通过他们的新设置，康奈尔团队测量了钌酸锶晶体的弹性常数（材料中的声速）对各种声波的响应，因为材料在1.4开尔文的超导转变中冷却。
兰肖表示："这是迄今为止在这些低温下获得的最高精度的共振超声光谱数据。"
RUS频率数据
根据这些数据，科学家们确定钌酸锶是所谓的双组分超导体，这意味着电子结合在一起的方式非常复杂，不能用一个数字来描述，它还需要一个方向。
之前的研究利用核磁共振光谱缩小了钌酸锶可能是何种波材料的可能性，有效地排除了p波这一选项。
通过确定该材料是双组分，兰肖的团队不仅证实了这些发现，还表明钌酸锶也不是传统的s波或d波超导体。
兰肖说："共振超声真的有用，即使你不能确定所有的微观细节，你也可以做出大致的陈述，哪些是被排除的。所以，实验唯一一致的就是这些非常非常奇怪的东西，以前没有人见过。其中之一就是g波，也就是角动量4的意思。从来没有人想过会有g波超导体。"
现在，研究人员可以使用该技术来检查其它材料，以确定它们是否是潜在的p波候选材料。
然而，钌酸锶的研究工作并没有结束。兰肖说："这种材料在很多不同的背景下都得到了极好的研究，而不仅仅是因为它的超导性。"
9月21日出版的《自然·物理学》刊登了这篇研究报告。
