"沒有人認為這在固體材料中是可行的。"
現代物理學的最終目標之一是釋放超導的力量，其電流在室溫下以零電阻流動。
儘管進展緩慢，但物理學家剛剛取得了意想不到的突破。他們發現了一種以前所未有的方式工作的超導體 - 它打開了通往迄今為止尚未考慮到的整個世界的大門。
換句話說，他們已經確定了一種全新的超導特性類型。
為什麼這麼重要？嗯，當電流通常流過一種材料時—例如，當我們打開燈時，它通過牆壁中的電線傳播的方式傳播—它很快，但卻出乎意料地低效。
電荷由電子攜帶，電子沿途撞擊材料中的原子，每次碰撞時都會失去一些能量。這被稱為電阻，這就是為什麼整個電網失去高達7％的電力的原因。
但是當一些材料被冷卻到非常低的低溫時，會發生其他事情—電子會配對，並開始無阻力地流動。
這被稱為超導性，它具有徹底改變我們世界的巨大潛力，使我們的電子設備更加高效。
好消息是我們到目前為止已經在許多材料中發現了這種現象。實際上，超導性已經被用於在MRI機器和磁懸浮列車中以產生強磁場。
壞消息是，它目前需要昂貴且笨重的設備來保持超導體足夠冷卻以實現超導—因此對於更廣泛的使用來說仍然是不切實際的。
現在，馬里蘭大學領導的研究人員在超低溫下探測異物時，觀察到了一種全新的超導特性。
這種類型的超導性出現在一種意想不到的物質中，這種現象實際上似乎依賴於電子相互作用，這種相互作用與我們迄今為止看到的配對有很大的不同。這意味著我們不知道它可能具有什麼樣的潛力。
要理解這種差異，你需要知道電子相互作用的方式是由稱為自旋的量子特性決定的。
在常規超導體中，電子帶有稱為1/2的自旋。
但在這種被稱為YPtBi的特殊材料中，該團隊發現其他事情正在發生—電子似乎有3/2的自旋。
"沒有人真的認為這在固體材料中是可能的，"物理學家和資深作家Johnpierre Paglione解釋道。
"單個原子中的高自旋狀態是可能的，但是一旦你將原子放在一起形成固體，這些狀態通常會分裂，電子最終會自旋轉一半。"
YPtBi幾年前首次被發現是一種超導體，這本身就是一個驚喜，因為這種材料實際上並不符合主要標準之一—這種材料在常溫下是一種相對較好的導體，具有大量的移動電子。
根據傳統理論，YPtBi需要在低於0.8開爾文的溫度下才能產生大約一千倍的自由移動電子從而變成超導體。
但是當研究人員將材料冷卻下來時，他們卻看到了超導。
為了弄清楚發生了什麼，最新的研究著眼於材料與磁場相互作用的方式，以瞭解內部究竟發生了什麼。
通常當材料經歷向超導體的過渡時，它將試圖從其表面排出任何增加的磁場—但是在超導快速衰減之前磁場仍然可以進入超導體淺部。它們的滲透程度取決於內部發生的電子配對的性質。
該團隊使用銅線圈檢測YPtBi在改變溫度時的磁性變化。
他們發現的特性很奇怪—當材料從絕對零度升溫時，磁場穿透材料的通量呈線性增加而不是指數增加，而指數增加是超導體通常的特性。
在進行了一系列的測量和計算之後，研究得出的結論是，對於正在發生的事情的最佳解釋是電子必須轉變成具有更高自旋的粒子—這在以前甚至不被認為是具有超導體的可能性。
雖然這種新型超導體現在仍需要極低的溫度，但這一發現為整個領域提供了一個全新的方向。
主要作者Hyunsoo Kim說："我們過去常被限制與旋轉半粒子配對。"
"但如果我們開始考慮更高的自旋，那麼這種超導研究的前景就會擴大，而且會變得更有趣。"
這是令人難以置信的早期階段，我們還有很多東西需要了解這裡究竟發生了什麼。
但事實上，我們有一種全新的超導性測試和測量，為這類近100年的研究增添了一個很酷的新突破，這是非常令人興奮的。
"當你進行這種高旋轉配對時，將這些配對組合在一起的粘合劑是什麼？"帕格里奧說。
"對於可能發生的事情有一些想法，但基本問題仍然存在—這使得它更加引人入勝。"
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