莱斯大学 奇妙斯是哈利C
奥尔加·金
莱斯大学物理学和天文学教授、莱斯量子材料中心主任威斯
学分:杰夫·菲特洛/莱斯大学 如果物理学家齐米亚·奥·斯和艾米利亚·尼卡为他们2017年的轨道选择性超导模型取了一个不同的名字，一个可以解释不同化合物中非常规超导现象的新理论可能永远不会出现
在本月发表在npj《量子材料》杂志上的一项研究中，莱斯大学的Si和亚利桑那州立大学的Nica认为，一些铁基和重费米子材料中的非常规超导性源于一种叫做“多轨道单线态配对”的普遍现象
" 在超导体中，电子成对流动，没有阻力
物理学家无法完全解释在非常规超导体中成对是如何形成的，在那里量子力会产生奇怪的行为
另一种量子材料重费米子的特征是电子的质量比普通电子大几千倍
Si和Nica在2017年提出了原子轨道内选择性配对的想法，以解释碱性铁硒化物的非常规超导性
第二年，他们将轨道选择模型应用于重费米子材料，其中非常规超导性在1979年首次得到证明
他们考虑用量子先驱沃尔夫冈·泡利著名的相关数学表达式来命名这个模型，但选择称之为d+d
这个名字指的是描述量子态的数学波函数
赖斯的哈里·C·斯说:“就像你有一对互相跳舞的电子。”
奥尔加·金
威斯物理学和天文学教授
“你可以用s波、p波和d波通道来描述舞蹈，d+d指两种不同的d波融合成一种
" 在d+d模型发表后的一年里，斯做了许多关于这一工作的演讲，发现听众经常把这个名字与“d+id”混淆，d+id是物理学家们讨论了超过四分之一世纪的另一个配对状态的名字
“听完讲座后，人们会走近我，说，‘你的d+id理论真的很有趣’，他们是想把它当作一种赞美，但这种事情经常发生，这让我很恼火，”同时也是莱斯量子材料中心(RCQM)主任的斯说
2019年年中，斯和尼卡在参观洛斯阿拉莫斯国家实验室时共进午餐，并开始分享关于d+d和d+id混淆的故事
“这引发了一场关于d+d是否可能与d+id有意义联系的讨论，我们意识到这不是一个笑话，”尼卡说
这种联系包括d+d配对态和那些因诺贝尔奖获奖发现氦-3超流而出名的态
“液氦-3有两种超流体配对状态，一种叫做B相，另一种叫做A相，”尼卡说
“从经验上看，B相类似于我们的d+d，而A相几乎就像d+id
" 当他们讨论数学时，这个类比变得更加有趣
物理学家使用矩阵计算来描述氦-3中的量子配对状态，d+d模型也是如此
“你有许多不同的方法来组织这个矩阵，我们意识到我们的轨道空间的d+d矩阵就像描述自旋空间中氦-3配对的d+id矩阵的不同形式，”尼卡说
Si说超流氦-3配对态的关联帮助他和Nica对铁基和重费米子超导体中的配对态进行了更完整的描述
“随着埃米尔和我谈得越来越多，我们意识到超导配对的周期表是不完整的，”斯说，指的是物理学家用来组织超导配对状态的图表
“我们使用对称性——像晶格或自旋排列，或者时间向前或向后移动是否等价，这是时间反转对称性——来组织可能的配对状态，”他说
“我们的发现是d+id可以在现有列表中找到
你可以用元素周期表来构建它
但是d+d，你不能
它在周期表之外，因为周期表不包括轨道
" Si说，轨道对于描述铁基超导体和重费米子等材料的行为很重要，其中“非常强的电子-电子关联起着至关重要的作用”
" “基于我们的工作，该表需要扩大到包括轨道指数，”斯说
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