你可能從未想過，日常使用的鉛筆芯，這看似普通的石墨，竟蘊藏著顛覆物理學認知的秘密！最近，麻省理工學院（MIT）的科學家們?nèi)〉昧送黄菩园l(fā)現(xiàn)：他們從石墨中分離并操控石墨烯層，創(chuàng)造出一種新型手性超導體，這種材料竟然同時具備超導性和磁性——而這兩種性質(zhì)此前一直被認為是互不相容的！這項發(fā)現(xiàn)不僅打破了物理學的傳統(tǒng)觀念，更可能為量子計算等前沿領(lǐng)域打開全新的大門。

超導性指的是材料在極低溫度下，電流可以毫無電阻地通過，從而實現(xiàn)能量的零損耗傳輸。而磁性則是物質(zhì)產(chǎn)生磁場或被磁場吸引排斥的特性。在經(jīng)典的物理學理論中，超導體通常會排斥磁場（邁斯納效應(yīng)），這使得超導性和磁性很難在同一種材料中和諧共存。然而，MIT的科學家們通過巧妙地堆疊石墨烯，挑戰(zhàn)了這一“不可能”。

研究團隊發(fā)現(xiàn)，當石墨烯的四層或五層以一種特定的“菱面體”結(jié)構(gòu)排列時，這種材料展現(xiàn)出前所未有的獨特電子特性。科學家們將這些菱面體石墨烯薄片冷卻到極其接近絕對零度的超低溫（零下273攝氏度），發(fā)現(xiàn)它果然變成了超導體！更令人震驚的是，他們還發(fā)現(xiàn)這種材料可以通過外部磁場在兩種不同的超導態(tài)之間切換，這明確指示了它內(nèi)稟的磁性。

這項驚人的發(fā)現(xiàn)表明，在菱面體石墨烯獨特的碳原子排列中，電子能夠以一種特殊的方式相互作用并配對，從而產(chǎn)生超導現(xiàn)象。而這些電子對，竟然還能以一種協(xié)調(diào)一致的自旋方式，在超導體內(nèi)部產(chǎn)生磁性。這不僅為科學家們理解超導和磁性之間的復(fù)雜關(guān)系提供了全新的視角，也可能催生出全新的量子計算硬件。

這項從“鉛筆芯”中誕生的突破，無疑在基礎(chǔ)物理研究領(lǐng)域投下了一顆重磅炸彈。它不僅拓寬了我們對物質(zhì)性質(zhì)的認知邊界，更預(yù)示著未來在能源傳輸、高性能計算等領(lǐng)域可能出現(xiàn)革命性的應(yīng)用。我們或許正站在一個新物理時代的開端，而這一切的靈感，可能就來源于我們?nèi)粘Ｉ钪凶畈黄鹧鄣奈锲贰?/p>

參考資料：DOI：1038.41586/s025-09169-7