超导相干峰在超导体研究中的重要意义，特别是在中国科学院物理研究所等团队的研究下，对YBa₂Cu₄O₈超导临界温度区超导准粒子相干峰的观察与理论解释，以及这一成果对超导研究的重要意义等内容。
超导相干峰可是探索超导体物理性质，尤其是超导配对信息的关键标志呢。在超导相变点附近，由于超导电子态密度出现发散的情况，核磁共振测量的自旋 - 晶格弛豫率（1/₁）会明显增强，进而形成Hebe - Slichter相干峰。这个相干峰反映了超导因为库珀对形成而产生的电子自旋涨落变化情况，它可是验证Bardeen - Cooper - Schrieffer (BCS)超导理论的重要实验证据哦。不过呢，在铜氧化物高温超导体里，这种因为超导凝聚导致的相干峰一直都没能被观察到。
针对这个情况呀，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心极端条件重点实验室的李政副研究员、牟超博士后和雒建林研究员，与凝聚态理论与计算重点实验室的蒋坤特聘研究员、李鹏飞博士、胡江平研究员和向涛研究员一起合作。这一合作就是六年之久呢。他们利用核四极共振，首次在YBa₂Cu₄O₈的超导临界温度区观察到了超导准粒子的相干峰，而且还成功从理论上解释了能够观察到这种相干峰的微观机理。
自旋大于1/2的原子核除了有磁偶极矩之外，同时还具备电四极矩，所以能够同时探测磁弛豫和电弛豫。和磁弛豫不同的是，电弛豫描述的是系统库珀对凝聚导致的电荷涨落变化。在金属超导体里，磁弛豫率在临界点上会出现Hebe - Slichter相干峰，可是电弛豫率不会有类似的相干峰。这是因为两种弛豫时间反演对称性相反，还有不同的位相相干因子导致的。但是对于高温超导体YBa₂Cu₄O₈来说，由于电子配对具有波对称性，超导能隙存在相位变化，使得决定相干峰出现与否的条件发生了反转，结果就是相干峰出现在电弛豫率上，而不是在磁弛豫率上。这种差异彰显了高温超导的独特行为，首次通过超导相干峰测量提供了铜基高温超导具有波超导电子配对的实验证据。这对阐明传统超导体和非常规超导体之间的根本区别有着重要意义，同时也表明电四极矩相干峰可以作为识别非常规超导性的一个重要手段。
图1，(a)YBa₂Cu₄O₈自旋晶格弛豫率，左上插图为YBa₂Cu₄O₈晶体结构，右下插图为核四极矩共振谱。(b)铜氧链Cu原子弛豫率，在c以下出现相干峰，黄色表示超导态。插图为波能隙结构。利用同位素分离得到的(c)磁弛豫率和(d)电弛豫率。
这项研究成果以“Unconventional coherencepeak in cuprate superconductors”为题发表在Physical Review X 14, 041072(2024)。这项工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金委、腾讯新基石研究员项目和中国科学院的资助。
超导相干峰相关研究。首先阐述了超导相干峰在超导体研究中的重要性，接着介绍了研究团队在YBa₂Cu₄O₈超导临界温度区观察到超导准粒子相干峰的成果，包括研究过程和相关理论解释，最后说明了这一成果在区分传统和非常规超导体以及识别非常规超导性方面的重要意义。
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