超导体能改变从电网到消费性电子产品的一切,虽然现实也不断强调找到室温常压超导体是多么困难,但最近,物理学家确定了另一种形成奇异超导形式的新途径,或许能绕过传统高温超导无法突破的瓶颈。
典型超导行为涉及 2 个电子结合在一起的库柏对,它们在材料中移动,但不会以热的形式损失能量,科学家解释,可以把电子想象成军队士兵,单独行动的士兵易影响,但当他们齐头并进时,要破坏队形稳定就变得困难,这种集体状态让成对电子以强而有力的方式承载电流。
但科学家过去还发现一些比“正常”超导现象更罕见、发生于相对高温环境的超导性,比如称为对密度波(pair-density wave,PDW)的振荡超导性,当库柏对电子以波的形式移动时会改变振幅,对亟于提升超导临界温度的科学家们来说非常有吸引力。
最近,美国埃默里大学与史丹佛大学物理学家确定了一种形成振荡超导性“对密度波”的新机制。
范霍夫奇异点(Van Hove singularity)是出现在某些材料中的特殊结构,其中电子能量经历不寻常变化,而研究人员发现,范霍夫奇异点的结构似乎具正确物理性质来产生超导性振荡状态,从而可能带来引发超导性的新方法。
今年早些时候,布鲁克黑文国家实验室团队也有一些关于对密度波的好消息,过去对密度波一直被认为只有置于大磁场才会出现,但研究人员已证明这种奇异超导物质状态存在于没有磁场的铁基超导体中。
虽然有关超导是否真能在室温下实现的争论仍很激烈,但目前肯定无法以任何一种方式在实验室外或昂贵设备中实现,更高效、便宜输送电力的一天还要很久才会到来。
新论文发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)。
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