我科学家首次发现并证实玻色子奇异金属

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日期:2022-01-14 18:07:23    来源:科技日报    

陈伟 王思怡 陈科

1月14日,电子科技大学官网发布消息称,中国工程院院士、电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室主任李言荣院士团队与合作者们协同攻关,首次在高温超导体中发现并证实了玻色子奇异金属。研究成果已于1月12日发表在国际著名期刊《Nature》上。

目前,人类社会赖以生存的电子工业与器件发展几乎完全基于费米子体系,但由于能耗高、损耗大,物理尺寸已近极限,而以高温超导体为代表的玻色子器件,具有完美的零损耗能量传递特性,有望带来电子信息工业的革命性变化。奇异金属与普通金属不同,其电阻率与温度成正比,存在于铜基高温超导体中,是一种电子之间高度量子纠缠的新物质状态。而是否存在玻色子奇异金属是长期以来难以攻克的科学难题。

YBCO纳米网孔薄膜中量子金属-绝缘体量子相变点附近的奇异金属态。电子科技大学供图

为此,研究团队通过在高温超导钇钡铜氧(YBCO)薄膜中精准构筑纳米网孔阵列,在量子相变临界区发现了电阻随温度与磁场线性变化的奇异金属态。在低于超导临界温度时,他们又证明了体系的载流子是玻色子。团队进一步通过标度分析发现,玻色子奇异金属的电阻由温度与磁场简单的线性相加决定,揭示了玻色子在量子临界区存在奇异的动力学行为,建立了玻色子奇异金属的完备相图,阐释了玻色系统耗散量子相变的物理图像。

这一发现为理解凝聚态物理中奇异金属的物理规律、揭示奇异金属的普适性、完善量子相变理论奠定了重要的科学基础,对揭示耗散效应对玻色子量子相干的定量影响,推动未来低能耗超导量子计算以及极高灵敏量子探测技术的发展具有重要的理论和实际意义。

关键词: 玻色子 首次 奇异

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