據外媒報道，超導的核心原理是電子成對。但它們是否也能凝聚成“四個一組”？最近的研究結果表明它們可以，瑞典皇家理工學院的一位物理學家周二發表了這種四倍效應的第一個實驗證據以及這種物質狀態的發生機制。
在《自然-物理學》雜誌上，Egor Babaev教授和合作者在對鐵基材料Ba1-xKxFe2As2進行的一系列實驗測量中提出了費米子四倍增長的證據。這些結果是在Babaev首次預測這種現象近20年後，以及他發表論文預測這種現象可能在材料中發生8年後取得的。
電子配對實現了超導的量子態，這是一種零電阻的導電狀態，被用於核磁共振掃描器和量子計算。它發生在一種材料中，是兩個電子結合的結果，而不是像在真空中那樣相互排斥。這一現象最早是由Leon Cooper、John Bardeen 和 John Schrieffer在理論中描述的，他們的工作在1972年獲得了諾貝爾獎。
所謂的庫珀對基本上是”異性相吸”。通常情況下，兩個電子，也就是帶負電的亞原子粒子，會相互強烈排斥。但在晶體中的低溫下，它們會鬆散地成對結合，從而產生一種強大的長程有序。電子對的電流不再從缺陷和障礙物中散射，導體可以失去所有的電阻，成為一種新的物質狀態：超導體。
只是在最近幾年，四費米子凝聚態的理論思想才被廣泛接受。Babaev說，為了使費米子四倍態發生，必須有某種東西可以阻止成對的凝聚，阻止它們無阻力地流動，同時允許四電子複合體的凝聚。
Bardeen-Cooper-Schrieffer理論不允許有這樣的行為，所以當Babaev在德累斯頓工業大學的實驗合作者Vadim Grinenko在2018年發現了費米子四重凝聚的第一個跡象時，它挑戰了多年來普遍存在的科學協議。接下來是在多個機構的實驗室進行了三年的實驗和調查，以驗證這一發現。
Babaev說，所做觀察中的關鍵是費米子四重凝聚物自發地破壞了時間反演對稱性 （ Time-Reversal Symmetry）。在物理學中，時間反演對稱性是一種數學操作，即在公式或方程式中用其負數取代時間的表達，以便它們描述一個時間向後運行或所有運動都相反的事件。
如果人們顛倒了時間方向，物理學的基本規律仍然成立。這對典型的超導體來說也是成立的：如果時間之箭被逆轉，典型的超導體仍將是相同的超導狀態。他表示：“然而，在我們報告的四費米子凝聚態的情況下，時間反演使其處於不同的狀態。”
他說：“可能需要很多年的研究才能完全理解這種狀態。這些實驗開闢了一些新的問題，揭示了與它對熱梯度、磁場和超聲波的反應有關的其他一些不尋常的特性，這些特性仍有待更好地理解。”