首頁(yè)>檢索頁(yè)>當(dāng)前

        首次觀測(cè)到!祝賀我國(guó)科學(xué)家

        中國(guó)科學(xué)家首次觀測(cè)到多體配對(duì)贗能隙

        發(fā)布時(shí)間:2024-02-09 作者:徐海濤 陳諾 來(lái)源:新華社

        為什么會(huì)出現(xiàn)高溫超導(dǎo)現(xiàn)象?這是物理學(xué)研究的重大課題。近期,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、姚星燦、陳宇翱等人基于強(qiáng)相互作用的均勻費(fèi)米氣體,首次觀測(cè)到由多體配對(duì)產(chǎn)生的贗能隙,朝著理解高溫超導(dǎo)機(jī)理邁出重要一步。2月8日,國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表了這項(xiàng)研究成果。

        1911年,荷蘭物理學(xué)家卡末林·昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度下降到足夠低時(shí),汞金屬的電阻會(huì)降為零,這就是超導(dǎo)現(xiàn)象。如果能研制出室溫下電阻為零的“超級(jí)導(dǎo)體”,將能顯著改善人類的生產(chǎn)生活。

        一百多年來(lái),國(guó)際科學(xué)界不斷推進(jìn)對(duì)超導(dǎo)機(jī)理的研究。1957年提出的BCS理論,成功在微觀層面解釋了超導(dǎo)現(xiàn)象的“為什么”,提出理論的三位科學(xué)家因此獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

        “漫畫家華君武先生曾畫過(guò)一幅畫,形象解釋了低溫下為何會(huì)發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象?!敝锌拼蠼淌谝π菭N說(shuō),如果把電子比喻成只有一只翅膀的蜜蜂,在常溫下它們無(wú)法克服阻力飛起來(lái),但到了超導(dǎo)臨界溫度,它們就會(huì)雙雙“結(jié)對(duì)”擁有了兩只翅膀,成群結(jié)隊(duì)地朝一個(gè)方向飛去,不受阻力地形成電流,這就是低溫超導(dǎo)現(xiàn)象。

        image.png

        碳60材料中電子在常溫和低溫超導(dǎo)狀態(tài)下的不同表現(xiàn)。(制圖:夏園園)


        但到了1986年,有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新材料,在零下238攝氏度左右時(shí)就能產(chǎn)生超導(dǎo)效應(yīng),這種高溫超導(dǎo)現(xiàn)象讓BCS理論也難以解釋??茖W(xué)界提出假說(shuō),這種材料內(nèi)部的電子在超導(dǎo)溫度之上也會(huì)“結(jié)對(duì)”,只是會(huì)“亂飛”,電子流動(dòng)仍然受阻。

        BCS理論認(rèn)為,這種“結(jié)對(duì)有序飛行”會(huì)產(chǎn)生能隙。而電子預(yù)配對(duì)假說(shuō)則認(rèn)為,“結(jié)對(duì)但亂飛”可以產(chǎn)生贗能隙。研究贗能隙的起源和性質(zhì),成為搞明白高溫超導(dǎo)機(jī)理的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

        經(jīng)過(guò)4年多艱苦攻關(guān),近期潘建偉團(tuán)隊(duì)研究贗能隙獲重要進(jìn)展。他們建立超冷鋰—鏑原子量子模擬平臺(tái),通過(guò)世界先進(jìn)的均勻費(fèi)米氣體制備和大磁場(chǎng)穩(wěn)定技術(shù),成功實(shí)現(xiàn)超冷原子動(dòng)量可分辨的微波譜學(xué)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)測(cè)量不同溫度下的幺正費(fèi)米氣體的單粒子譜函數(shù),首次成功觀測(cè)到贗能隙存在,為電子預(yù)配對(duì)假說(shuō)提供了支持。

        image.png

        單粒子譜示意圖。連接和獨(dú)立的小球分別代表庫(kù)珀對(duì)和單粒子,曲面間隙為贗能隙。(中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)供圖)

        《自然》雜志多位審稿人認(rèn)為,“這項(xiàng)工作解決了一個(gè)長(zhǎng)期存在的重要物理問(wèn)題,是量子模擬研究的里程碑式進(jìn)展?!?br>

        科研人員介紹,人類已經(jīng)利用超導(dǎo)技術(shù)開發(fā)出核磁共振、磁懸浮列車等產(chǎn)品,未來(lái)充分理解了高溫超導(dǎo)機(jī)理,有望開發(fā)出更有價(jià)值的應(yīng)用。(記者 徐海濤 陳諾

        0 0 0 0
        分享到:

        相關(guān)閱讀

        最新發(fā)布
        熱門標(biāo)簽
        點(diǎn)擊排行
        熱點(diǎn)推薦

        工信部備案號(hào):京ICP備05071141號(hào)

        互聯(lián)網(wǎng)新聞信息服務(wù)許可證 10120170024

        中國(guó)教育報(bào)刊社主辦 中國(guó)教育新聞網(wǎng)版權(quán)所有,未經(jīng)書面授權(quán)禁止下載使用

        Copyright@2000-2022 www.pdsfzw.cn All Rights Reserved.

        京公網(wǎng)安備 11010802025840號(hào)

        亚洲天堂精品在线,色窝窝无码精品老牛AV,亚洲成av人无码综合在线观看,中文字幕在线免费观看一区