這項發現足以使得有關原子與電子之間互動形成其不尋常超導性的爭議頓時變得明朗起來。阿岡國家實驗室物理學家Ray Osborn指出，研究人員所發現的這種磁性狀態是以往從未曾被觀察到的，它將巔覆傳統上對於超導性的理解。這項研究以“Magnetically Driven Suppression of Nematic Order in an Iron-Based Superconductor”的論文主題發表於近期的《Nature Communications》期刊中，Ray Osborn同時也是這篇論文的共同作者。
從BaFe2As2多晶樣本取得的中子繞散加進鈉後摻雜進24%的鋇。隨著原子與磁性結構改變，三種繞散峰值強度依溫度高低而異。圖左顯示這些結構，藍球代表鐵原子，紅色箭號表示磁矩方向。
（圖片來源：Jared Allred/Argonne National Laboratory）
超導體更能承載無阻抗的電流，特別是相較於較好的導體，如用於大多數電線中的銅導線能量通常持續衰減。由於超導體還必須經過冷卻至極低溫才能發揮作用，因此目前並未用於電力傳輸線中。然而，「非常規超導體」的特定範圍可能提供更好的發展前景。阿崗國家實驗室的研究人員們認為，只要找出這些非常規超導體的運作原理，就能夠提高溫度使其得以正常運作，從而利用這些超導體的電力以實現各種新技術。
目前大家對於一般超導體背後的運作原理已經充份瞭解了。在正常的情況下，電子對之間通常因電荷相似而相互排斥，但在扭曲其週遭的原子以及彼此協助穿過金屬後，可使其得以結合在一起。在非常規超導體中，電子仍然成對，但目前並不知道二者如何結合在一起。
為了實現電子可自由流動的超導體狀態，必須對於超導體進行多次誘導。研究人員利用的鐵砷化物通常具有磁性，但在添加鈉於混合物後，磁性就會被抑制，從而使該物質變成低於-400℉的超導性。磁序也影響到原子結構。在室溫下，鐵原子位於具有4重對稱的晶格上，但當冷卻至低於磁轉變溫度時，鐵原子即扭曲變形成只具有2重對稱的矩形晶格，通常稱為「向列序」(nematic order)──這種特性將持續至物質變得具有超導性。
阿崗國家實驗室的研究團隊們發現了一種新的狀態──物質會恢復到4重對稱性，而非2重對稱，因而十分接近超導現象。Osborn說，利用中子粉末繞散即可見到這種物質，但它極其敏感，因而只能在該解析度下執行。透過中子粉末繞散，研究人員們發現了原子的位置以及其顯微鏡磁矩方向。
這項發現可能有助於解決長久以來對於向列序起源的爭議。理論學家們一直在爭辯究竟是由磁性還是所導致的。支持軌道論者解釋，電子傾向於存在特定軌道上，驅動晶格成為向列序。另一方面。支持磁性模式說法的一方則認為，磁互動即驅動2重對稱，而且對於超導性至關重要。或許在鐵鐵砷化物超導體中結合兩電子對的就是磁性。
Osborn指出，軌道論目前並未預測到回歸4重對稱性，但磁性模式卻預測到了。到目前為止，這種效應只在攙鈉的化合物實驗中觀察到，但我們認為它為鐵砷化物中向列序的磁性詮釋提供了有力證據，也影響了我們以往對於其他超導體(如銅氧化物)超導性的理解。
編譯：Susan Hong
(參考原文：Superconductor Discovery Points to Energy-Efficient Power Transmission，by Paul Buckley, EE Times Europe)