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一对的转变:电子如何河合律子在“坏金属”中超传导电流

物理学 2022-05-22 23:59:09

国际高级研究学院(SISSA) 在他们的研究中,研究人员还展示了一种新型“坏金属”的特性,称为“洪德金属”,对一类铁基材料很重要

科学家们认为,这些材料特别有趣,因为它们是超导的,可塑性很强,这使得它们非常适合技术应用

荣誉:皮克斯拜的格德·奥特曼 对该领域的研究人员来说,它们被称为“坏金属”,但它们并不真的那么坏

事实上,它们是最好的超导体,因为它们能够以最高的效率传导电流,而且不耐高温

这已经在实验中看到了

然而他们的行为仍然是个谜

这些材料中电子之间的排斥力比低温超导体中的强得多:那么带有相同电荷的粒子如何克服这些力,并像“传统”超导体中那样配对和传输电流呢? 来自里雅斯特SISSA的一组研究人员与维也纳理工大学合作,发现了一个可能的、令人惊讶的答案

根据发表在《物理评论快报》上的研究,在这些材料中,电子会转变成新的物体,具有前所未有的特性,使它们能够配对,从而使电流超导

在他们的研究中,研究人员还展示了一种新型不良金属的特性,称为“洪德金属”,对一类铁基材料很重要

科学家们认为,这些材料特别有趣,因为它们是超导的,可塑性很强,这使得它们非常适合技术应用

低温超导体 “超导体是有趣的材料,因为它们隐藏了许多未解之谜,同时,它们提供了令人难以置信的应用潜力,”该研究的作者劳拉·凡法里洛、安吉洛·瓦利和马西莫·卡彭解释说

它们是化合物,在低于临界温度时,导电没有任何阻力,因此没有散热

很容易想象他们在技术领域的潜力

如果不是因为他们中的许多人,所谓的低温超导体,超导性出现在非常接近绝对零度的温度,使他们的使用非常复杂和昂贵

然而,也有高温超导体,如坏金属,其临界温度虽然远低于零,但需要的冷却却不那么复杂和昂贵

由于这个原因,这些材料被认为是最有趣的超导体来探索,以便阐明使它们如此特殊的物理特性

但它们还是一起移动了 研究人员解释说,“在低温超导体中,我们知道超导性是电子配对的结果,电子通过‘介质’克服了负电荷的排斥

一旦组织成对,电子就开始连贯地运动,并在不遇到任何阻力的情况下传输电流

在坏金属中,电子受到的库仑排斥比传统金属中的强得多

从理论上讲,这种排斥会更加决定性地阻止这些对的形成和超电流的传输

这就是问题产生的地方:“既然我们知道电子之间的配对是超导的基础机制,而且至少在这种情况下,有一个介质,那么好的超导体到底有多坏,还有待了解

通过我们的计算,我们试图揭开这个有趣的谜

" 准粒子导电 科学家们发现,正是这些特征,乍看之下,使它们成为最差的候选材料,将这些材料变成如此强大的超导体

在这些材料中,电子转变成特殊的准粒子,它们的特性实际上更适合配对,从而证明了它们的实验行为

然而,它并没有就此结束:“在这项工作中,我们还证明了一种新的坏金属,其特征是一种特殊类型的排斥,称为‘洪德金属’,在超导领域开辟了有趣的前景

“我们的结果,”科学家总结道,“准确而优雅地解释了铁超导体类别中的大量实验证据,铁超导体是2008年发现的一种相对新型的材料,但其前所未有的性质仍然是科学家们充满疑问的研究领域

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