量子材料の世界で、カゴメ金属CsV3Sb5ほど議論を呼んだ化合物は少ない。三角形の格子にバナジウム原子が並ぶこの層状結晶は、94ケルビンまで冷却すると電荷密度波を形成し、2,5～3ケルビンで超伝導状態へと転移する。長年の実験は相反する結果をもたらしてきた。ある測定はエネルギーギャップが完全に開いた通常の超伝導を示し、別の測定はギャップが消えるノードを示した。
岡山大学の研究チームは、川崎慎司准教授と鄭国慶教授の指導のもと、CsV3Sb5結晶に一軸引張を加えた。圧電セルを用いて試料を一方向に引き伸ばしながら、同時に核四重極共鳴法で特性を測定した。Physical Review Lettersに発表された結果は、この材料が一つの超伝導状態ではなく、エネルギー的に近い二つの超伝導状態を持つことを示した。
0,9パーセントの引張を加えると、超伝導転移温度は3,0ケルビンから3,6ケルビンへと上昇した。一方、電荷密度波はほとんど変化しなかった。両方の現象に同時に影響する静水圧とは異なり、一軸引張は超伝導を独立に制御することを可能にする。
最大の引張のもとで、材料は二つの明確な転移を示した。第一の転移は3,6ケルビンでノードのある（非従来型の）状態に対応し、第二の転移は3,0ケルビンでノードのない（より通常の）状態に対応していた。ノード成分の割合は10パーセントから26パーセントへと増加した。すなわち、引張は温度を高めるだけでなく、二つの対形成チャネルの間のバランスも動かすのである。
核四重極共鳴によって原子レベルを覗き込み、局所的な電子環境からこれらの状態を見分けることができた。かつて異なる研究グループの相反するデータは、今や説明がつく。二つの状態はほとんど縮退して共存しており、異なる手法がそれぞれ異なる重み付けをしていたのである。
この発見は、CsV3Sb5を混乱の源から便利なモデル系へと変える。今や科学者たちは格子を変形させることで、それぞれの対形成チャネルを個別に研究できる。このようなアプローチは、他の風変わりな超伝導体において超伝導と競合する秩序を分離するための一般的な道具となりうる。
CsV3Sb5の転移温度はまだ実用には低すぎるが、二つの状態の競合の仕組みを理解することは、より高い超伝導転移温度を持つ材料の創製に私たちを近づける。結晶の引張は、量子特性を制御する新たな方法を切り開くのである。
