開闢了一個新的研究領域，實現室溫超導

史丹佛大學 SLAC 國家加速器實驗室的研究人員取得了突破性的發現，可能會導致創造能夠在更高溫度下運作的超導體。

他們檢測到電子耦合，這是超導性的一個重要特徵，發生在以前認為對於這種現象來說太高的溫度下。

令人驚訝的是，這種現像在反鐵磁絕緣體中觀察到，這是一種最不希望表現出這種行為的材料，因為它用於隔離電磁效應。

這項研究發表在《科學》雜誌。

雖然該材料尚未被證明具有零電阻（超導的標誌），但這項發現為將類似材料開發成可在更高溫度下工作的超導體開闢了新的可能性。

電子之舞

在上個世紀，科學家對超導體的工作原理有了許多了解。他們知道，要使材料具有超導性，電子必須配對，而這些電子對必須是相干的——它們的運動必須同步。

史丹佛大學研究生、該書的合著者徐克軍用一個類比來解釋這個現象。

「電子對告訴我們它們已經準備好成為超導體，但有些東西阻止了它們，」他說。

“如果我們能找到一種新的方法來同步這些對，我們就可以將其應用於在更高溫度下構建超導體。”

電子如何在超導中從不同步變成同步的圖形解釋

眾所周知，傳統的超導體通常在接近絕對零度的溫度下工作。

在這些材料中，晶格的振動導致電子配對並以同步方式「跳舞」。

然而，非常規超導體的工作溫度要高得多。

在這些材料中，人們認為不僅僅是晶格振動有助於耦合電子。儘管研究人員並不確切知道背後的原因，但主要的候選者是電子自旋的漲落。

在目前的研究中，研究人員重點關注了一系列尚未徹底研究的銅氧化物，因為與其他銅氧化物相比，其最高超導溫度相對較低。

研究人員在銅酸鹽材料樣本上使用紫外線來研究其原子結構。這個過程導致材料發射電子。

當這些電子處於配對狀態時，它們更難噴射，從而產生「能隙」。

此間隙在高達 150 開爾文的溫度下仍然存在，表示電子配對發生的溫度明顯高於零電阻狀態（零電阻狀態出現在 25 開爾文左右）。

雖然正在研究的銅酸鹽可能不是能夠在室溫下實現超導性的材料，但這些發現開闢了一條潛在的新途徑。

「我們的結果開闢了一條可能充滿新奇事物的道路。我們計劃在未來研究這種耦合間隙，以幫助用新方法設計超導體。

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