CERN 提出复合超导体降阶磁滞磁化模型 ROHM
CERN 研究人员提出降阶磁滞磁化(ROHM)模型,用于描述时变磁场下复合超导体的磁化与瞬时功率损耗,参数由参考模拟确定后即可直接计算宏观响应,无需求解电流密度分布。模型含速率无关与速率依赖两个版本,分别复现超导丝中的磁滞以及耦合电流和涡流引起的动态效应,并已纳入有限元框架,在宽激励频率与幅值范围内验证了精度与效率。
CERN 研究人员提出降阶磁滞磁化(ROHM)模型,用于描述时变磁场下复合超导体的磁化与瞬时功率损耗,参数由参考模拟确定后即可直接计算宏观响应,无需求解电流密度分布。模型含速率无关与速率依赖两个版本,分别复现超导丝中的磁滞以及耦合电流和涡流引起的动态效应,并已纳入有限元框架,在宽激励频率与幅值范围内验证了精度与效率。
加州大学圣塔芭芭拉分校 David Weld 团队用两片激光光片反射超冷锂原子玻色-爱因斯坦凝聚体的物质波,构建出物质波 Fabry-Pérot 腔,模拟黑洞事件视界附近的光传播行为。
Northrop Grumman量子计算团队在arXiv发表论文,展示以α-Ta为电极、TaOx为隧穿势垒的全Ta基S-I-S约瑟夫森结,通过种子层工程与等离子体氧化工艺在150 mm Si晶圆上以工业兼容方法制备。
日本横滨国立大学的 Mitsuaki Kawamura 及同事提出新形式理论,从原子组分和晶体结构出发,无调节参数地计算出七种常规超导体的相干长度 ξ、穿透深度 λ 和临界温度 Tc,涵盖五种单质超导体和两种化合物超导体,其中硫化氢仅在 100 gigapascals 以上压力超导。
推荐理由:文章解释了新形式理论如何跨越宏观与微观尺度之差,读者可据此理解无参数计算超导特征量的思路。
ICMAB-CSIC、Politecnico di Milano 和 Université de Liège 的研究人员将直写激光技术用于在材料中"绘制"超导性质,通过改变激光功率和曝光时间逐点控制氧含量,可在同一薄膜上形成绝缘区、超导区及中间梯度。
Chenguang Huang 等人研究了板状超导导体在交直流输运电流与交流磁场共同作用下的热-磁-电不稳定性,成果发表于 International Journal of Heat and Mass Transfer 第 274 卷,出版日期为 2027 年 3 月。
ADMX Sidecar 项目对用于轴子 haloscope 的混合超导射频腔进行了表征:一个铝 clamshell 微波谐振器加载涂覆 Nb3Sn 的铌调谐杆,在稀释制冷机中降温至 25 mK 并施加最高 6 T 磁场,监测了包括轴子搜索所用 TM010 模式在内的五个谐振模式的品质因数。
研究团队在单晶金薄片上沉积 Al 电极,实现了平面多端准弹道约瑟夫森结阵列,观测到非局域多端约瑟夫森效应,即任意两超导引线间的超导电流由整个晶体的相位相干决定。
该论文用扫描 SQUID 显微(SSM)直接成像两种 MoAu X 射线转变边缘传感器(TES)中的局域超导性质与输运电流分布。作者在电压偏置下测量局域抗磁响应以识别超导区域,并通过输运电流产生的 Oersted 场重建电流分布,观察到电流分布随偏置发生重构、且与电流引起的超导区域变化相对应,凸显介观空间不均匀性对 TES 物理、运行与设计的重要性。
IBM Research 团队用四根超导铝电缆将两台 120 比特的 Nighthawk R1 超导量子处理器互联,论文发表于 arXiv(DOI: 10.48550/arxiv.2610.29986)。
推荐理由:原文给出了量子态传输保真度和跨处理器双比特门精度等具体指标,读者可据此评估模块化超导量子计算互联的当前水平。
论文提出一种基于非中心对称超导体的Berry曲率偶极(BCD)量子电路元件,在保持时间反演对称的前提下实现无耗散量子三波混频,其非线性源于非中心对称量子材料中的非线性霍尔效应进入无耗散、量子相干的少光子极限。
KU Leuven 等机构的研究者在单台轻敲模式 SQUID-on-tip 显微镜中结合微波谱学、纳米磁传感与形貌成像,利用约瑟夫森非线性响应把局域 GHz 激发转换为 Shapiro 阶梯,仅用直流读出即可测量微波频率信号及其激发强度。
AIST研究人员直接观测到超导体吸收光子后产生的磁通量子,并在Physical Review Applied发表了一种通过磁通量子数量确定光子数的新型光子探测原理。
KEK 与 Sokendai 研究者基于自洽非线性非局域 Eilenberger 理论和 Meissner 态线性稳定性分析,算出 κGL=0.7 的类 Nb 材料在 T/Tc=0.2 时超热场 Bsh≈290 mT(取 Bc0≈200 mT),显著高于由 Ginzburg–Landau 结果在 Tc 附近简单外推所得。
Oxford Quantum Circuits 团队提出用不等约瑟夫森结元件阵列(如 SNAIL)实现参量放大器阻抗匹配的新方法,替代传统静态 LC 谐振器。器件在无静态匹配器时实现中心频率约 5.4 GHz、增益 >17 dB、瞬时带宽 200 MHz,且在 >1.2 GHz 可调带宽内保持 17 dB 增益下 >100 MHz 带宽。
JLab与General Atomics联合研制用于紧凑型工业辐照加速器的传导冷却SRF三腔原型,在GA专用水平测试恒温器中,其中一个腔实现18.4 mT峰值表面磁场,对应约4.3 MV/m加速梯度。
论文测试了两块University of South Dakota(USD)生长的锗晶体,制成SuperCDMS式四通道非热声子探测器,在约10 mK浴温下运行。
中国科学技术大学等单位在 arXiv 发表论文,报告用超导-自旋混合磁强计开展轴子暗物质实验搜寻:将 MnZn 铁氧体自旋传感器耦合到 SQUID 读出系统,实现数十 kHz 频段 sub-100 aT/Hz^1/2 的宽带磁强计灵敏度,并在 5∼60 kHz 频段建立了最强的地面轴子-电子耦合约束;作者预计通过优化设计的超导-自旋混合磁强计阵列,约束可改善 4 个数量级以上。
论文报告面向亚GeV暗物质搜索的非热声子TES微波复用(μmux)读出研发进展,在稀释制冷机约10 mK测试平台上验证了读出性能与概念验证的多路复用读出。
高能所联合理化技术研究所、中科富海、深圳先进光源研究院完成千瓦级2K超流氦制冷机系统低温性能专项测试,制冷温度优于2K、制冷量突破1000W。该冷压缩机依托CSNS-II工程研制,攻克大冷量实现、效率提升、喘振防控等难题,已完成额定负荷、负荷瞬态波动、喘振抗干扰等多轮测试,明年将在散裂中子源现场开展第二阶段月级长期可靠性测试。
推荐理由:原文给出制冷温度、制冷量与两阶段测试计划,可据此判断该装备国产化替代的进度。
Ortino 等人研究用钒氧体系金属-绝缘体转变(MIT)氧化物实现超导线圈的温度触发智能绝缘,即正常运行时绝缘、热点附近导通,以兼顾绝缘线圈的快升流与非绝缘线圈的被动能量泄放。
UAB 与 Chalmers 团队在 Science Advances 发表磁性全转换方法,通过组合铁磁与超导材料的特定几何排布,把单一线圈或永磁体产生的磁场以数学精确的方式转换为几乎任意预定构型。团队用超导铝管和铸铁部件制成原型,将简单线圈的非均匀场转换为近乎完全均匀场,装置冷却到低于 1 kelvin 后实测磁场分布与计算结果高度吻合,团队已提交专利申请。
斯坦福大学研究团队借助薄膜铌酸锂与超导比特耦合,观测到声子(机械振动量子)呈现量子跃迁行为,成果发表于 Science。团队通过改用阴影掩模替代聚合物工艺以减少表面缺陷,将声子寿命从最初的 800 纳秒延长了四到五个数量级,超导比特对声子数奇偶的读出可用于量子纠错中的二项式编码。
推荐理由:文章梳理了把声子寿命从800纳秒提升数个量级的工艺路径,对理解机械量子系统的主要损耗来源有参考价值。
论文提出用大功率 CW 磁控管为超导加速器 SRF 腔馈电,通过解析模型、PIC 模拟与实验研究其稳相与动态控制。结果显示注入锁定信号在 -10 dBc 以上时相位锁定概率显著提高,而 -20 dBc 时噪声谱密度比 -10 dBc 高约 20 dBc/Hz;受控于自激阈值以下工作可显著抑制准连续噪声。
研究团队用应变控制、机械剥离的REBCO带材构建pole-to-pole三维腔体,在8 T磁场下5.4 GHz谐振腔无载品质因数Q0达1.4×10⁷,比铜腔基线高两个数量级。随后研制的2.3 GHz可调谐腔在CAPP-PACE实验中实现180 mK噪声温度、相对铜腔5倍Q提升,带来约8.4倍扫描速率提升。
推荐理由:论文给出8 T场下Q0达1.4×10⁷的具体数值,可据此评估高温超导腔相对铜腔的性能差距。
研究人员用分子束外延在蓝宝石衬底上生长少层外延六方氮化硼(hBN),在其上制备铌谐振器并与无hBN的对照样品比较射频测量。集成hBN的谐振器在低功率下内损耗正切保持在约10^-6量级,表明hBN可加入常规超导量子比特叠层而对品质因数影响很小,是借助二维材料热学性质抑制衬底非热声子跨超导体-衬底界面传输、减少声子介导关联错误的材料策略第一步。
Okayama大学研究团队用原位单轴应变结合核四极共振测量kagome金属CsV3Sb5,发现拉伸应变使超导转变温度从零应变下的约3.0 K升至+0.90%应变下的3.6 K,而电荷密度波基本不变。
推荐理由:原文给出了应变调控下两个超导转变温度与各分量占比的具体数值,便于读者理解该方法如何分离共存序。
SLAC 为 LCLS-II-HE 低发射度注入器研制的 185.7 MHz 超导射频(SRF)电子枪低温恒温器原型实现连续波运行,阴极场强达到 30 MV/m。该装置配备兼容半导体光阴极的原位超高真空可换阴极插头系统,使用铜插头测试,在 4.4 K 下拆卸并重新插入插头后未观测到可测量的性能退化,作者称该结果较过去带可换插头的连续波 SRF 电子枪系统有显著改进。
推荐理由:论文给出阴极场强、工作温度和插头更换后无性能退化的实测结果,可据此评估可换阴极 SRF 电子枪的工程可行性。
研究团队利用MPSD开发的超快电输运平台,用300飞秒、波长515纳米的绿激光脉冲触发光导开关,产生仅持续几皮秒的电流脉冲,在涡旋来得及移动或发热前把电流密度推到极高水平,使超导态接近其本征极限。
推荐理由:原文对比了NbN与YBCO在超快电流脉冲下的不同响应,可帮助理解能隙对称性如何影响超导态失效方式。
研究者用持续仅几皮秒的超快电流脉冲,在磁通涡旋来得及移动和加热样品之前把电流推到远高于常规直流临界电流的水平,直至 Cooper 对开始拆对。团队用 MPSD 的超快电输运平台,以 300 飞秒、波长 515 纳米的绿激光脉冲触发光电导开关产生皮秒电流脉冲,经共面波导通过微米级超导样品。
推荐理由:文中给出脉冲时长与激光参数,并对比两种超导体的不同击穿行为,便于理解该方法的物理图像。
UC Berkeley 的 Birgitta Whaley 及同事提出一种基于超流体 4He 环路加微小多孔势垒的量子传感器,可在实验室直接测量地球自转引起的参考系拖曳(frame dragging),相关论文发表于 Phys. Rev. Lett. 137, 121404 (2026)。
中国科大曾长干、程光辉团队与合作者提出vacuumtronics概念,将层状超导体NbSe2部分嵌入近太赫兹开口环谐振暗腔,测得腔内超导临界温度Tc相比腔外最高提升5.4%,临界电流和临界磁场也明显上升。
推荐理由:文章给出了5.4%的Tc提升幅度和对照实验设计,读者可据此评估真空涨落调控超导的证据强度。
NIST 研究人员在 Optica 发表论文,将超导纳米线单光子探测器(SNSPD)的超导线宽度放大到 0.1 毫米,比典型 SNSPD 宽 100 倍以上,简化了设计与制造。
推荐理由:文中给出了线宽、暗计数下降幅度与效率待验证等具体参数,便于判断该探测器新架构的性能边界。
MIT 等机构研究人员开发出在石墨烯下方生长二硒化铌超导薄膜的工艺,石墨烯层既防止氧化又引导其在超过一英寸的晶圆级区域形成平整单层,解决了材料在空气中迅速降解、难以规模化制备的难题。
推荐理由:原文解释了先铺石墨烯再在其下生长超导层的工艺思路,读者可理解其解决氧化问题的机制。
PSI 研究团队以缪子自旋谱学等多种手段研究层状材料 6R-TaS2 在高压下的行为,成果发表于 Nature Communications(DOI: 10.1038/s41467-026-72136-x)。
推荐理由:原文给出了压力下超导转变温度约提高三倍、参与超导电子数七倍增长等具体测量结果,便于理解压力调控非常规超导的机制。
HZDR与HPSTAR等合作团队借助微结构Lenz透镜将核磁共振射频场聚焦到金刚石对顶砧中仅几十微米的样品区并放大信号,首次在超过一百万大气压下对镧超氢化物获得有意义的NMR数据,成果发表于Advanced Science(DOI: 10.1002/advs.202520701)。
推荐理由:原文说明了Lenz透镜如何在几十微米样品区聚焦射频场,给出了可迁移的高压NMR实现思路。