无准粒子的超导体可持续数秒

基于电子库珀配对的超导器件在从辐射探测器到量子计算机等现有与新兴技术中发挥重要作用。其性能受限于由断裂库珀对形成的杂散准粒子激发。实现超低准粒子密度的努力已在最先进器件中达到激发的时间平均数量级为1。然而，准粒子数目的动力学以及增减单个激发的时间尺度仍基本未被探索。本文中，我们实验演示了一种完全无准粒子的超导体，其无激发时段可持续长达数秒。我们通过测量向正常金属接触的电荷隧穿，实时监测介观超导体上的准粒子数。安静无激发的时段被随机时刻发生的库珀对断裂事件打断，随后在毫秒内出现一阵电荷隧穿。我们的结果展示了在无准粒子条件下运行器件的可能性，其性能有望提升。此外，我们的实验探测了器件中非平衡准粒子的起源；初始冷却后数周内库珀对断裂速率的衰减排除了宇宙或长寿命放射性源所致过程。