量子几何 - 超导领域全新的“神奇”转折点

发布时间：2023-03-17 09:48:37 所属栏目：外闻来源：

导读：德克萨斯大学达拉斯分校的科学家和在俄亥俄州立大学的合作伙伴找到了一种新的处理机制，在一种电子速度几乎为零的材料中产生了超导性。这一突破可能为新型超导体的开发铺平道路。

他们的研究结果最近发表在《自然

德克萨斯大学达拉斯分校的科学家和在俄亥俄州立大学的合作伙伴找到了一种新的处理机制，在一种电子速度几乎为零的材料中产生了超导性。这一突破可能为新型超导体的开发铺平道路。

他们的研究结果最近发表在《自然》杂志上，描述了一种计算电子速度的新方法。这项研究也代表了第一个例子，即量子几何被认为是任何物质中对物质主导性最主要的贡献方式。

研究人员研究的材料是扭曲的双层石墨烯。石墨烯是一个单层的碳原子，以蜂窝状的方式定期排列。在扭曲的双层石墨烯中，两片石墨烯以轻微的角度扭曲堆叠在彼此的顶部。达拉斯大学自然科学和数学学院的物理学副教授、该研究的作者张帆博士说，原则上，在某个"神奇"的扭曲角度，材料中电子的速度接近零。理论物理学家张和他的合作者之前发表了一篇关于此类系统的独特物理特性的评论文章。

张说："在传统金属中，电子的平均速度负责导电性，而在超导体中，电子配对成库珀对均匀流动，没有阻力或耗散。相比之下，在扭曲的双层石墨烯中，电子的移动速度非常非常慢，速度接近于零。但这产生了一个悖论：这些缓慢的电子如何能够导电，更不用说超导了，超导性必须来自其他东西。我们确定它产生于量子几何学。"

由物理学教授和研究报告作者Marc Bockrath博士、Jeanie Lau博士和Mohit Randeria博士领导的俄亥俄州的研究人员制造了一个魔角扭曲的双层石墨烯装置，并能够测量其电子的速度。凝聚态物理学家利用施温格效应，即在电场存在的情况下自发产生电子-正电子对，来测量材料中电子的速度及其对超导性的贡献。这些发现标志着首次在任何超导体中看到了施温格效应，这种现象已经在相对论粒子物理学中得到了预测但是尚未被观测到。

"考虑一下我们正常的三维空间中的一个气球。它的所有几何特性都可以由度量和定义在其表面上的曲率决定，"前研究生和文章的作者Patrick Cheung表示。"量子电子所处的空间也是如此。在这个所谓的希尔伯特空间中，量子几何可以产生令人难以置信的材料特性和应用，例如本研究中讨论的超导性和智能量子传感，我们在以前的工作中证明了这一点。"

在室温下工作的高温超导体，长期以来一直是凝聚态物质和材料物理学的圣杯。如果它能够被开发出来，我们的生活和社会将被完全重塑，因为，例如，我们可以更有效地运输电力，以更低的成本运行磁悬浮列车。”这个想法来自美国麻省理工学院的研究人员，他们的目标是制造一种能够在空中悬浮的交通工具。

（编辑：汽车网）

【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容!