Letter

物理:コヒーレント量子位相スリップ

Nature 484, 7394 doi: 10.1038/nature10930

超伝導が発見されてから100年経ったが、この理論の基本的予測の1つであるコヒーレント量子位相スリップ(CQPS)は、これまで観測されていなかった。CQPSはジョセフソン効果と厳密に共役な現象である。ジョセフソン効果は超伝導リード間の電荷のコヒーレント移動であり、CQPSは超伝導ワイヤーを横切る渦糸、あるいは磁束のコヒーレント移動である。これまでに報告されたインコヒーレント位相スリップの観測結果とは対照的に、CQPS は理論研究のテーマでしかなかった。その実験による実証は、ナノワイヤー、あるいは渦糸芯におけるギャップレス励起が原因となって準粒子が散逸することで、難しくなる。この難しさは、超伝導体–絶縁体転移点付近にある特定の強く無秩序化した超伝導体を使えば解決できる可能性がある。本論文では、強く乱れた酸化インジウムで形成された超伝導ループの狭窄したセグメントにおいてCQPSを直接観測したことを報告する。この効果は、磁束量子の数が異なる量子状態の重ね合わせを通して現れるようにした。ジョセフソン効果のように、我々の観測結果は、超伝導エレクトロニクスや量子標準における新しい応用につながるだろう。

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