ウラン系強磁性超伝導体における新しいタイプの磁性現象の発見（お知らせ）
─磁性が共存する超伝導メカニズムの解明へ─

独立行政法人日本原子力研究開発機構 (理事長　松浦祥次郎) 先端基礎研究センターの立岩尚之研究主幹、芳賀芳範サブリーダー、山本悦嗣研究副主幹、Zachary Fiskグループリーダー及び首都大学東京（学長　原島文雄）大学院理工学研究科の松田達磨准教授は、磁性（磁石になり易い傾向）と超伝導（電気）が共存する唯一の超伝導体として知られているウラン系強磁性超伝導体¹⁾において、既存の磁性理論では説明できない全く新しいタイプの磁性現象を発見しました。

水が氷になることや、磁石が高温で磁性を失うことなど、物理的・化学的に均一な物質の相（性質）が他の形態の相（性質）へ転移することを相転移^2）といいます。この相転移に伴う物質の形態の変化は古くから詳しく研究されており、物質の種類や相転移の種類によらず、数学的に表現すると幾つかのタイプに分類できる事が知られています。今回、当研究グループは世界最高レベルの極めて純度の高いウラン化合物の単結晶を作成し、その磁性の変化を、温度・磁場を変えて、特に強磁性が発現する臨界点^3）付近の挙動（臨界現象^4））を詳しく測定しました。その結果、その挙動が理論的予想から大きく逸脱しており、従来知られている現象とは異なる新しいタイプの磁性現象が存在することを見出しました。このことは新たな相転移現象の存在を示唆し、磁性が共存する超伝導メカニズムの解明に向けた大きな一歩といえます。

今回の発見は、原子力基礎研究を通して、固体物理学における相転移の研究に新たな展開を提供するとともに、超伝導を含めた新しい機能をもったウラン化合物を作るための原理の解明につながり、将来の原子力科学の発展にも寄与すると期待されます。

本研究成果は、米国物理学会誌「Physical Review B　(フィジカルレビューB)」オンライン版に、Editors' Suggestion（注目論文）として掲載されています。