銅酸化物高温超伝導体の電子状態の全容解明と電子の分裂現象の証拠を発見

　幸坂祐生 理学研究科教授、酒井志朗 上智大学准教授、今田正俊 同客員教授、山地洋平 物質・材料研究機構グループリーダー、花栗哲郎 理化学研究所チームディレクターらの共同研究グループは、銅酸化物高温超伝導体Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δの電子状態について、互いに相補的な情報を与える複数の実験データを同時解析することで、全エネルギー・運動量領域にわたる電子状態を初めて解明しました。電子状態の解明は高温超伝導機構解明の土台となるとともに、理論を検証する試金石ともなります。特に、これまで実験からの情報がほとんど得られていなかった正のエネルギー領域での運動量ごとの電子状態を解明しました。その結果、強い電子間相互作用によって電子が複数のフェルミ粒子に分裂する「分数化」の実験的証拠を発見しました。これは、銅酸化物の高温超伝導発現機構に深く関わっていると予想されます。

　本研究成果は、2026年2月4日に、国際学術誌「Physical Review X」にオンライン掲載されました。

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本研究の概略。銅酸化物Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δについて測定された角度分解光電子分光法及び準粒子干渉効果の実験データを統合解析し、高温超伝導の鍵となる電子の分数化の実験的証拠を得た。