科学家开辟通向奇异超导新途径

科技日报记者 张佳欣

据最新一期《物理评论快报》报道，美国埃默里大学物理学家确定了一种被称为对密度波的振荡超导电性形成机制，为人们对某些材料（包括高温超导体）中出现的非常规高温超导状态提供了新见解。

实验模型图  图片来源：《物理评论快报》(2023)

研究人员表示，范霍夫奇点结构可产生超导的调制、振荡状态，新研究为理解这种行为的出现提供了一个新的理论框架。

1911年，荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯首次发现汞的电阻在-269℃（比绝对零度高4℃）时急剧下降。汞以其超强的导电能力成为第一个超导体。1957年，科学家们才对超导是什么以及为何发生进行了解释，创立了BCS理论，表明超导性是电子配对的结果，这种配对方式可避免电子在移动时产生电阻。

新研究的重点之一是电子之间的相互作用如何导致了无法用BCS理论解释的超导电性形式。这种奇异现象的一个例子是振荡超导电性，当成对的电子以波的形式“跳舞”时，振幅就会发生变化。

研究人员调查了范霍夫奇点的具体性质，范霍夫奇点是许多电子态在能量上变得接近的结构。该项目揭示了范霍夫奇点可能具有合适的物理特性来“孕育”振荡的超导电性。团队深入研究后发现了一种机制，可让范霍夫奇点产生这些超导电性的舞动波态。