科學界百年認知遭顛覆！MIT發現「磁性超導體」，石墨烯掀量子科技革命
超導體向來被科學界視為「磁場絕緣體」，與磁性就像水與火一樣無法相容。但麻省理工學院（MIT）最新的研究，卻打破了這項百年定律：他們竟在石墨烯這種再普通不過的材料中，觀察到同時兼具磁性與超導性的奇特現象，堪稱科學界的顛覆性突破。
石墨烯由碳原子單層緊密排列而成，是構成鉛筆芯（石墨）的基本材料。團隊發現，當五層菱面體狀石墨烯在極低溫（攝氏約負273度）時，竟可展現超導特性，電流毫無阻力地通過。同時，科學家施加外在磁場時，該材料的超導狀態竟能在兩個方向之間自由切換，猶如磁鐵自動翻轉南北極般奇妙。
超導狀態能兩方向自由切換
「我們起初根本沒料到會出現這樣的狀況，」MIT教授龍居（Long Ju）驚訝地表示：「這完全違背了傳統認知，彷彿看到磁鐵與超導體這兩個對立的角色握手言和。」研究團隊推測，原因來自石墨烯內電子特殊的「手性」配對行為，使電子對集體朝同方向旋轉，從而產生內部磁場，成為全球首個觀察到的「手性超導體」。
這項突破不僅打破舊有理論，還可能開創量子計算新方向。MIT團隊表示，這種全新磁性超導體有望運用在下一代量子元件中，提供更穩定、強健的計算效能。「這項發現證明，即使最常見的材料，也可能隱藏著未知的驚奇與巨大潛力。」研究者笑稱，「別小看你手中的鉛筆芯，它或許正等待著顛覆世界。」
研究刊登在最新一期的《Nature》。
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首圖來源：ampson Wilcox, Research Laboratory of Electronics (CC BY 4.0)
圖片來源：Nature(CC BY 4.0)
參考論文：
1、Signatures of chiral superconductivity in rhombohedral grapheneNature
![圖展示了量子電池充電過程的示意圖：透過改變參數 δ（從 δ₀ 增加到 δ₀+δ₁ 再回到 δ₀），調節鄰近自旋之間的相互作用強度，實現能量儲存。充電發生在時間區間 [0,τ] 內，即參數改變的期間。右圖則顯示電池儲存能量隨時間變化的曲線，圖中標示出三個不同區域，每個區域都可以作為穩定充電的終點](https://tomorrowsci.com/wp-content/uploads/2024/12/an-integrable-spin-qua-500x330.jpg)
