「夢の室温超伝導」実現への大発見：名古屋大が突き止めた、第3の高温超伝導体に潜む“電荷とスピンの協調”

名古屋大学大学院理学研究科の井上大輔氏（博士後期課程学生）、山川洋一講師、大成誠一郎准教授、紺谷浩教授らの研究グループは、2023年に世界で初めて発見され、第3の高温超伝導体として世界中から熱い視線を浴びている「二層ニッケル酸化物（La3Ni2O7）」における高温超伝導の発現メカニズムを理論的に解明した。本研究は、長年物理学者を悩ませてきた「電荷密度波（CDW）」と「スピン密度波（SDW）」という2つの相反する秩序が共存する謎を解き明かし、さらにそれらが協力して超伝導を駆動するという画期的な知見を提示したものである。この成果は2026年2月23日付の英国科学誌「Communications Physics」に早期公開され、室温超伝導の実現に向けた発見として多大な関心を集めているものだ。

第3の高温超伝導体「ニッケル酸化物」の衝撃と、立ちはだかる謎

「パラマグノン干渉機構」が解き明かす電荷とスピンの共存

「頂点補正（Vertex Corrections）」と呼ばれる、電子間の非局所的な相関効果を厳密に計算に取り入れた結果、驚くべき事実が浮かび上がった。SDWの不安定性が成長するのに比例して、それに匹敵する、あるいはそれを上回る強さのCDWの不安定性が劇的に発達することが示されたのである。具体的には、波数ベクトル q’ ≈ (π/2, 0) を持つスピン揺らぎが干渉し合うことで、波数ベクトル q ≈ (π/2, π/2) を持つ強力な電荷・ボンド秩序（CDW）が引き起こされる。これにより、長年の謎であった「実験で観測されるCDWとSDWの共存状態」が見事に、そして自然な形で理論的に再現されることとなった。

電荷とスピンの「協調」が高温超伝導を駆動する

欠陥に打ち克つ強靭な「s波超伝導」の発見

室温超伝導の探求と新規物質開発への新たな指針

¥2,420 （2026/03/14 14:27時点 | Amazon調べ）

論文

Communication Physics: Unified mechanism of charge-density-wave and high-Tc superconductivity protected from oxygen vacancies in bilayer nickelates

参考文献

名古屋大学：ニッケル酸化物における高温超伝導の起源解明―電荷とスピンが協力する機構を発見、新規物質開発の新機軸に―

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎