理論學家發現高溫超導與奇異金屬之間的聯繫

2020-12-04 萬象經驗

奇怪的金屬使人們對一種稱為高溫超導的現象產生了興趣,這種現象允許材料在零損耗的情況下攜帶電能。

奇異金屬的行為與普通金屬不同,普通金屬的電子是獨立運動的,而奇異金屬的電子是以某種不尋常的集體方式活動的。高溫超導體的工作溫度要比傳統超導體高得多,他們是如何做到這一點的還不得而知。

在許多高溫超導體中,改變材料中的溫度或自由流動電子的數量可以使其從超導狀態轉變為奇異的金屬狀態,反之亦然。

科學家們正試圖找出這些狀態之間的聯繫,這是他們30年來探索高溫超導體工作原理的一部分,這樣他們就可以開發出一系列潛在的應用,包括從磁懸浮列車到完全高效的輸電線路。

11月21日發表在《科學》雜誌上的一篇論文中,美國能源部斯坦福材料與能源科學研究所(SIMES)的理論學家們報告說,他們在哈伯德模型中觀察到了奇怪的金屬豐度。這是一個長期存在的模型,用於模擬和描述具有強相關性電子的材料的行為,這意味著電子會合力產生意想不到的現象,而不是獨立地起作用。

雖然哈伯德模型已經被研究了幾十年,並有一些奇怪的金屬行為的跡象,但這是第一次在蒙特卡羅模擬中發現奇怪的金屬豐度,在蒙特卡羅模擬中,數十億個獨立的和略有不同的計算被平均,以產生一個無偏的結果。這很重要,因為如果引入任何近似,這些系統的物理可能會發生劇烈的變化,而且沒有任何警告。

SIMES團隊還能夠在用無偏法探索過的最低溫度下觀察到奇怪的金屬豐度,在這個溫度下,他們的模擬得出的結論與實驗更相關。

科學家們說,他們的工作為將奇異金屬理論與超導體和其他相關材料的模型聯繫起來提供了基礎。

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