我科學家首次發現并證實玻色子奇異金屬

  更新時間:2022-01-14 13:36   來源:光明日報

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光明日報成都1月13日電(記者周洪雙)日前,以電子科技大學電子薄膜與集成器件國家重點實驗室李言榮院士團隊為主導的團隊,首次在高溫超導體中發現并證實了玻色子奇異金屬,相關論文《玻色子體系中的奇異金屬態》(Signatures of a strange metal in a bosonic system)于1月12日發表在國際期刊《自然》上。博士生楊超與北京師范大學劉海文研究員為共同第一作者,熊杰教授和美國布朗大學教授James M. Valles Jr為共同通訊作者。這是該團隊繼2019年在國際期刊《科學》上首次報道實驗發現量子金屬態后,在量子科技領域取得的又一重大發現。

在宇宙中,基本粒子分為費米子與玻色子兩種。其中,人類社會目前賴以生存的電子工業與器件發展幾乎完全基于費米子體系,但由于能耗高、損耗大,物理尺寸已近極限,面臨性能持續提升的瓶頸問題,無法滿足快速增長的信息傳輸需求。而以高溫超導體為代表的玻色子器件,具有完美的零損耗能量傳遞特性,有望帶來電子信息工業的革命性變化。

奇異金屬,顧名思義,與普通金屬不同,其電阻率與溫度成正比,存在于銅基高溫超導體中,是一種電子之間高度量子糾纏的新物質狀態,其混亂程度趨向于量子力學極限。早在30年前,科學家們就發現了費米子奇異金屬,但是否存在玻色子奇異金屬,是長期以來難以攻克的科學難題。李言榮研究團隊與美國布朗大學教授James M. Valles Jr,中國科學院院士、北京大學物理學院/量子材料科學中心教授謝心澄、王健,北京師范大學研究員劉海文和四川大學的專家等協同攻關,成功突破了費米子體系的限制,首次在玻色子體系中誘導出奇異金屬態。

國際著名理論物理學家、美國科學院院士Chandra M. Varma發表專題評論文章,高度評價玻色子奇異金屬的發現是凝聚態物理領域的重大突破?!蹲匀弧穼徃迦嗽u價此工作是引領量子理論發展的變革性成果。同時,《自然》配發專題亮點評述文章,評價這項工作突破了現有對奇異金屬態與無序超導體的認知框架,將推動凝聚態物理學領域向前邁出一大步。這一發現為理解凝聚態物理中奇異金屬的物理規律、揭示奇異金屬的普適性、完善量子相變理論奠定了重要的科學基礎,對揭示耗散效應對玻色子量子相干的定量影響,推動未來低能耗超導量子計算以及極高靈敏量子探測技術的發展具有重要的理論和實際意義。


原標題:我科學家首次發現并證實玻色子奇異金屬


編輯:馬萍
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