Dalam dunia material kuantum, hanya sedikit senyawa yang menimbulkan begitu banyak perdebatan seperti logam kagome CsV3Sb5. Kristal berlapis dengan atom vanadium pada kisi segitiga ini, ketika didinginkan hingga 94 kelvin, membentuk gelombang kerapatan muatan, dan pada 2,5–3 kelvin beralih ke keadaan superkonduktor. Bertahun-tahun eksperimen menghasilkan hasil yang saling bertentangan: sebagian pengukuran menunjukkan superkonduktivitas biasa dengan celah energi yang terbuka sepenuhnya, sebagian lagi menunjukkan simpul tempat celah itu menghilang.
Peneliti dari Universitas Okayama di bawah bimbingan dosen Shinji Kawasaki dan profesor Guo-qing Zheng menerapkan regangan uniaksial pada kristal CsV3Sb5. Dengan sel piezoelektrik, mereka meregangkan sampel sepanjang satu arah dan sekaligus mengukur sifatnya dengan metode resonansi kuadrupol nuklir. Hasil yang diterbitkan dalam Physical Review Letters menunjukkan bahwa material ini memiliki bukan satu, melainkan dua keadaan superkonduktor yang berdekatan energinya.
Pada regangan sebesar 0,9 persen, suhu transisi ke keadaan superkonduktor naik dari 3,0 menjadi 3,6 kelvin. Sementara itu, gelombang kerapatan muatan tetap hampir tidak berubah. Berbeda dengan tekanan hidrostatik yang memengaruhi kedua fenomena secara bersamaan, regangan uniaksial memungkinkan pengendalian superkonduktivitas secara independen.
Di bawah regangan maksimum, material menunjukkan dua transisi yang jelas. Transisi pertama, pada 3,6 kelvin, bersesuaian dengan keadaan bersimpul (nonkonvensional), sedangkan transisi kedua, pada 3,0 kelvin, bersesuaian dengan keadaan tanpa simpul (yang lebih biasa). Porsi komponen bersimpul meningkat dari 10 menjadi 26 persen. Dengan demikian, regangan tidak hanya menaikkan suhu, tetapi juga menggeser keseimbangan antara dua kanal pemasangan.
Resonansi kuadrupol nuklir memungkinkan penelusuran hingga tingkat atom dan membedakan keadaan-keadaan ini berdasarkan lingkungan elektronik lokal. Data yang sebelumnya saling bertentangan dari berbagai kelompok kini mendapat penjelasan: kedua keadaan itu hidup berdampingan hampir secara degenerat, dan berbagai metode memberi bobot yang berbeda pada keduanya.
Penemuan ini mengubah CsV3Sb5 dari sumber kebingungan menjadi sistem model yang praktis. Kini para ilmuwan dapat mempelajari setiap kanal pemasangan secara terpisah dengan mendeformasi kisi. Pendekatan semacam ini dapat menjadi alat umum untuk memisahkan superkonduktivitas dan tatanan yang bersaing pada superkonduktor tak biasa lainnya.
Meskipun suhu transisi pada CsV3Sb5 masih terlalu rendah untuk penerapan praktis, pemahaman tentang mekanisme persaingan kedua keadaan membawa kita lebih dekat pada penciptaan material dengan suhu superkonduktivitas yang lebih tinggi. Regangan pada kristal membuka cara baru untuk mengendalikan sifat-sifat kuantum.
