超伝導体は、浮上式鉄道から強力な粒子加速器、医療用スキャナーに至るまで、技術に革命をもたらすと期待されている。しかしその動作は、もろいバランスによって制限されている。電流や磁場が強すぎると、電気が抵抗なく流れる状態が壊れてしまうのだ。
通常の直流測定では、この限界に到達するのは難しい。それを追い越してしまうのが量子渦である。これは第二種超伝導体に生じる磁束からなる微小な「トルネード」で、急速に発熱と抵抗を引き起こす。
ハンブルクのマックス・プランク研究所の科学者たちは、この障害を回避する方法を見つけた。彼らは300フェムト秒の持続時間を持つレーザーパルスを用い、それをわずか数ピコ秒の電気パルスに変換した。この間に渦は移動して超伝導を乱すことができなかった。
実験では、窒化ニオブが通常の臨界値の2,2倍の電流に耐え、その後超伝導が急激に終了した。これはクーパー対の破壊の際にまさに起こるべきことである。イットリウム・バリウム・銅酸化物を基にした材料では、エネルギーギャップの対称性が異なるため、過程はより滑らかに進んだ。
この新しい方法により、通常の測定では得られない材料の基本的性質を直接測定できる。それは、多くの超伝導体をその真の限界まで試験し、より安定したデバイスを創り出す道を開く。
この研究はNature Physicsに掲載され、速度が時にすべてを決めることを示している。量子過程を追い越しさえすれば、材料が本当に何をなし得るかを見ることができるのだ。
