1994年，Sr₂RuO₄的超导性发现标志着凝聚态物理学领域的一个重要里程碑。这种材料凭借其神秘的超导特性，吸引了科学界的广泛关注，挑战了传统理论，促使了大量研究努力。在过去的三十年中，Sr₂RuO₄成为研究非常规超导性的焦点，因其复杂的配对机制和对称性而闻名。最近发表在《自然物理学》的一篇论文，深入探讨了理解Sr₂RuO₄超导性的旅程，突出了关键发现、争议和持续的研究。

Sr₂RuO₄超导性的初次发现引起了极大的兴奋。研究人员观察到，这种化合物在大约1.5开尔文的临界温度（Tc）下表现出超导行为，这是一个令人兴奋的发现，因其相对简单的晶体结构而备受关注。早期研究表明，Sr₂RuO₄可能是一种自旋三重态超导体，这一假设基于其与著名的钌氧化物Sr₂RuO₃的相似性及其游离铁磁性的假设。

自旋三重态假说激发了一波实验和理论研究的浪潮。自旋三重态超导体的特征是库珀对具有平行自旋，而不是传统的反平行自旋。这种非常规的配对机制暗示了螺旋p波对称性的可能性，这种状态下超导顺序参数表现出复杂的相结构，导致时间反演对称性破缺。

支持自旋三重态假说的关键实验观测之一是NMR（核磁共振）光谱中的小磁场诱导劈裂。这种劈裂被解释为相等自旋对的形成证据。此外，μSR（正电子自旋弛豫）实验提供了额外支持，表明在超导转变温度以下存在自发磁场，这与时间反演对称性破缺相一致。

尽管早期的兴奋和支持证据，自旋三重态假说面临重大挑战。主要问题之一是缺乏自旋三重态配对的明确实验签名。例如，跨越超导转变的奈特位移不变性未能一致观察到。此外，伦敦穿透深度和比热测量的温度依赖性揭示了理解超导状态真正性质的差距。

围绕自旋三重态假说的争议在2019年达到高潮，当时一系列实验研究提供了有力证据反对Sr₂RuO₄中的螺旋p波超导性。这些研究采用了先进的技术，如单轴应力下的奈特位移测量和相敏隧道实验。结果表明，在Tc以下，奈特位移显著减少，与自旋三重态配对不一致。这一发展需要重新评估主导领域数十年的理论框架和实验解释。

随着自旋三重态假说受到质疑，研究人员转向替代理论，解释Sr₂RuO₄的超导特性。一个有前途的方向涉及自旋轨道耦合，它在确定配对对称性中起着关键作用。结合强自旋轨道耦合的理论模型提出了复杂混合态的可能性，如螺旋p波甚至d波配对。

另一个引人入胜的提案涉及拓扑超导的概念。在这一框架下，Sr₂RuO₄的超导状态可能承载马约拉纳费米子—自反粒子，具有容错量子计算的潜力。尽管拓扑超导性的实验证据仍不确定，持续的研究继续探索这一激动人心的可能性。

近年来，实验技术和理论模型的进步为Sr₂RuO₄超导状态提供了新的见解。高精度的比热、热导率和磁穿透深度测量为精炼理论模型提供了宝贵数据。此外，单轴和静水压力的应用成为调节超导特性和探测配对机制的有力工具。

最有前途的发展之一是使用角分辨光电子能谱（ARPES）以前所未有的分辨率映射Sr₂RuO₄的电子结构。ARPES研究揭示了费米面和电子关联的复杂细节，阐明了超导性与磁性的相互作用。此外，持续努力生长高质量单晶和制造人工异质结构有望揭示新的现象，深化对这一复杂材料的理解。

研究Sr₂RuO₄的超导性是一段标志性突破、争议和持续挑战的非凡旅程。虽然围绕自旋三重态假说的最初兴奋让位于新的问题和替代理论，揭示Sr₂RuO₄谜团的追求继续激励科学界。随着实验技术的进步和理论模型的发展，研究人员准备揭示Sr₂RuO₄非常规超导性更深层次的见解，对基础科学和技术应用都具有潜在意义。

综上所述，Sr₂RuO₄展示了超导材料的复杂性和丰富性。它的研究不仅加深了我们对非常规超导性的理解，还推动了实验方法和理论框架的创新。展望未来，Sr₂RuO₄的神秘特性将继续吸引科学家们的关注，促使他们在知识的追求中，不断解锁新的物理和技术领域。