新实验研究光驱动超导体中的光诱导迈斯纳效应

超导性是一种令人着迷的现象，它使材料能够维持电流而不产生任何损失。这种物质的集体量子行为仅在远低于环境温度的某些导体中出现。

许多现代研究已经调查了这种在所谓的非平衡状态下的行为，即材料被推离在这些条件下，似乎至少一些超导特性甚至可以在环境温度下重现。

这种非平衡高温超导性在激光脉冲照射下表现出来，可能对不同于静态超导的应用有用，例如由。

这种现象被称为“光诱导超导”，与平衡超导现象类似。

过去十年的一个重要前沿是表征这种光诱导并了解该阶段在多大程度上再现了已知的传统超导体特性。

超导体除了能够无损耗地传输电流之外，还具有从其内部排出磁场的能力。

这种现象在平衡条件下被称为迈斯纳效应，是电荷载体相互相干性及其步调一致的趋势的直接结果。然而，测量光诱导超导的磁场驱逐一直具有挑战性，因为这种效应只持续几皮秒（万亿分之一秒），因此无法测量精确地变化。

由安德里亚·卡瓦莱里 (Andrea Cavalleri) 领导的德国汉堡马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所 (MPSD) 研究小组开发了一项新实验，能够以极快的速度监测超导体的磁特性。

他们致力于激光辐照YBa₂铜₃哦_6+x，这种化合物的静态超导性仅在约 −200 摄氏度以下才可见。“我们发现光激发的 YBa₂铜₃哦_6.48，除了具有接近于零的阻力外，还能从其内部排出静磁场，”文章作者 Sebastian Fava 说道。发布在自然。

这项实验是通过将观察晶体放置在待研究样品附近并用它来测量局部磁场强度来实现的。晶体将磁场的变化反映为飞秒​​激光脉冲偏振态的变化。

“由于探测脉冲持续时间很短，我们可以重建 YBa 周围磁场的时间演变₂铜₃哦_6.48“我们能够以亚皮秒分辨率和前所未有的灵敏度对样本进行成像，”共同作者之一乔瓦尼·德·韦基 (Giovanni de Vecchi) 说道。

“我们观察到的光诱导磁场排斥的大小与 YBa₂铜₃哦_6+x通过冷却达到平衡超导状态，”作者之一 Michele Buzzi 补充道。

“这表明驱动材料甚至可能是一种有效的途径，使其超导性能更接近环境条件，”合著者 Gregor Jotzu 继续说道，他现在是 EPFL 的教员和动态量子材料实验室的负责人。

作为对光诱导在YBa₂铜₃哦_6.48虽然还缺少，但这些结果是当前理论的重要基准。

在YBa₂铜₃哦_6+x，在平衡超导转变温度以上，超导序不会完全消失，还会残留一些局部涨落的超导序，有点类似于无序状态。

这些发现表明 YBa 的光激发₂铜₃哦_6+x可以使用定制的光脉冲来同步这种波动状态，并在远高于材料在平衡状态下变为超导的温度下恢复超导序，一直到室温。