『前瞻网』探索高温超导体的秘密！物理学家捕捉到了一种神秘的波物理学家终于捕捉到了超导体的波。

文章图片
物理学家终于捕捉到了超导体的波。
第一个对密度波的物质相的直接证据有助于揭示神秘高温超导体的物理学原理。超导体在惊人的高温下无电阻导电。
研究人员在4月1日的《自然》杂志上报告说，这种波是用扫描隧道电子显微镜探测到的。
【『前瞻网』探索高温超导体的秘密！物理学家捕捉到了一种神秘的波】物理学家曾怀疑在这些材料中存在着对密度波，而之前的实验已经暗示了它们的存在。但是没有直接的证据，科学家们就无法进一步了解这些材料。
“研究和证明这个阶段不仅可能存在，而且确实存在，这是非常重要的， ”没有参与这项工作的康奈尔大学理论物理学家Eun-AhKim说。
当高温超导体在20世纪80年代出现时，物理学家们惊叹不已。
这种材料因含有铜而被称为铜酸盐，它能在比大多数超导体(大约100开尔文，约-173摄氏度)或更高的温度下无电阻导电。
尽管仍然很冷，但这样的温度比许多超导体所需的接近绝对零度的温度要容易达到得多。
这些材料的发现使人们对很快就能找到室温超导体抱有很高的希望，这可能会导致新技术的出现，比如大幅提高能效的电网、磁悬浮列车和强大的超级计算机。
但是，几十年后，一种室温超导体还没有出现。更重要的是，科学家们还没有完全理解使这些材料如此特殊的物理原理。
特别是， “我们想要了解这些材料中超导性是如何发生的微观机制， ”纽约厄普顿布鲁克海文国家实验室的物理学家KazuhiroFujita说。
在超导体中，电子结成一对，称为库珀对，这种伙伴关系使它们能毫无阻力地顺利通过材料。
在这些材料中，科学家观察到的是电子能量的缺口，而不是连续光谱。
物理学家预测，在高温超导体中，电子能量的间隙会在材料表面周期性地变化，形成一种奇怪的波。
Fujita和他的同事用扫描隧道显微镜在一种超导化合物(一种铋基氧化铜)的表面探测到了这种波。
研究小组报告说，能量缺口在材料表面周期性地以波的形式变化，正如预测的那样。
“这实际上是对密度波成分的直接测量， ”伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的理论物理学家EduardoFradkin说。
“这是一个非常激动人心的实验。 ”
这个新结果可以帮助科学家更好地理解这一阶段，因为它阐明了这些材料在升温过程中是如何表现的。