超導(dǎo)的核心原理是電子形成對(duì)。但它們也能凝聚成四人一組嗎?最近的研究結(jié)果表明它們可以，KTH 皇家理工學(xué)院的一位物理學(xué)家今天發(fā)表了關(guān)于這種四倍效應(yīng)和這種物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生機(jī)制的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
今天在《自然物理學(xué)》雜志上報(bào)道，Egor Babaev 教授和合作者在對(duì)鐵基材料 Ba1−xKxFe2As2 的一系列實(shí)驗(yàn)測(cè)量中提出了費(fèi)米子四倍增的證據(jù)。該結(jié)果是在 Babaev 首次預(yù)測(cè)這種現(xiàn)象近 20 年后，以及在他發(fā)表論文預(yù)測(cè)這種現(xiàn)象可能發(fā)生在材料中 8 年后得出的。
電子配對(duì)實(shí)現(xiàn)了超導(dǎo)的量子態(tài)，這是一種用于 MRI 掃描儀和量子計(jì)算的零電阻電導(dǎo)狀態(tài)。它發(fā)生在材料內(nèi)部，是由于兩個(gè)電子結(jié)合而不是相互排斥，就像它們?cè)谡婵罩幸粯印＿@種現(xiàn)象最初是在 Leon Cooper、John Bardeen 和 John Schrieffer 的理論中描述的，他們的工作于 1972 年獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。
所謂的庫(kù)珀對(duì)基本上是“吸引的對(duì)立面”。通常，兩個(gè)帶負(fù)電荷的亞原子粒子的電子會(huì)相互強(qiáng)烈排斥。但是在晶體中的低溫下，它們會(huì)松散地成對(duì)結(jié)合，從而產(chǎn)生強(qiáng)大的長(zhǎng)程有序。電子對(duì)的電流不再?gòu)娜毕莺驼系K物散射，導(dǎo)體可以失去所有電阻，成為一種新的物質(zhì)狀態(tài)：超導(dǎo)體。
直到最近幾年，四費(fèi)米子凝聚體的理論思想才被廣泛接受。
Babaev 說，要使費(fèi)米子四倍態(tài)發(fā)生，必須有一些東西可以防止對(duì)的凝聚并阻止它們無(wú)阻力地流動(dòng)，同時(shí)允許四電子復(fù)合物的凝聚。
Bardeen-Cooper-Schrieffer 理論不允許這種行為，因此當(dāng) Babaev 在德累斯頓工業(yè)大學(xué)的實(shí)驗(yàn)合作者 Vadim Grinenko 在 2018 年發(fā)現(xiàn)費(fèi)米子四倍冷凝物的第一個(gè)跡象時(shí)，它挑戰(zhàn)了多年普遍的科學(xué)共識(shí)。
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