探索高溫超導體的秘密!物理學家捕捉到了一種神秘的波
2020-11-25 前瞻網探索高溫超導體的秘密！物理學家捕捉到了一種神秘的波
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物理學家終於捕捉到了超導體的波。
第一個對密度波的物質相的直接證據有助於揭示神秘高溫超導體的物理學原理。超導體在驚人的高溫下無電阻導電。
研究人員在4月1日的《自然》雜誌上報告說，這種波是用掃描隧道電子顯微鏡探測到的。
物理學家曾懷疑在這些材料中存在著對密度波，而之前的實驗已經暗示了它們的存在。但是沒有直接的證據，科學家們就無法進一步了解這些材料。
「研究和證明這個階段不僅可能存在，而且確實存在，這是非常重要的，」沒有參與這項工作的康奈爾大學理論物理學家Eun-Ah Kim說。
當高溫超導體在20世紀80年代出現時，物理學家們驚嘆不已。
這種材料因含有銅而被稱為銅酸鹽，它能在比大多數超導體(大約100開爾文，約-173攝氏度)或更高的溫度下無電阻導電。
儘管仍然很冷，但這樣的溫度比許多超導體所需的接近絕對零度的溫度要容易達到得多。
這些材料的發現使人們對很快就能找到室溫超導體抱有很高的希望，這可能會導致新技術的出現，比如大幅提高能效的電網、磁懸浮列車和強大的超級計算機。
但是，幾十年後，一種室溫超導體還沒有出現。更重要的是，科學家們還沒有完全理解使這些材料如此特殊的物理原理。
特別是，「我們想要了解這些材料中超導性是如何發生的微觀機制，」紐約厄普頓布魯克海文國家實驗室的物理學家Kazuhiro Fujita說。
在超導體中，電子結成一對，稱為庫珀對，這種夥伴關係使它們能毫無阻力地順利通過材料。
在這些材料中，科學家觀察到的是電子能量的缺口，而不是連續光譜。
物理學家預測，在高溫超導體中，電子能量的間隙會在材料表面周期性地變化，形成一種奇怪的波。
Fujita和他的同事用掃描隧道顯微鏡在一種超導化合物(一種鉍基氧化銅)的表面探測到了這種波。
研究小組報告說，能量缺口在材料表面周期性地以波的形式變化，正如預測的那樣。
「這實際上是對密度波成分的直接測量，」伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的理論物理學家Eduardo Fradkin說。
「這是一個非常激動人心的實驗。」
這個新結果可以幫助科學家更好地理解這一階段，因為它闡明了這些材料在升溫過程中是如何表現的。
原文來源：
https://www.sciencenews.org/article/mysterious-superconductor-wave-could-reveal-physics-materials
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