“奇怪的金属”是一种具有一些真正奇怪性质的量子材料:它们不仅无视普通金属的电阻规则,而且有些甚至有能力在相对较高的温度下成为超导体
然而,自从40年前发现奇怪的金属以来,物理学家们一直感到困惑,这表明需要一个新的基本理论来理解它们是如何工作的。现在,8月18日发表在《科学》杂志上的一项新研究声称正是这样
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“传统的固态物理学方法假设晶格是同质的,而不考虑不均匀性如何影响电子相互作用,”Aavishkar Patel,熨斗研究所计算量子物理中心的物理学家告诉《生活科学》。“但随机性是关键。”
在普通金属中,电阻率(衡量电流流过材料的难度)随着温度的平方增加,然后在金属变得非常热时变平 
这很直观—当金属中携带电荷的电子在金属振动的原子结构内碰撞和散射时,就会产生电阻率,因此增加原子的振动将增加这种散射率,直到电子无法携带电流
但在1986年,一种名为铜酸盐的含铜材料打破了所有规则。铜酸盐的电阻随温度线性增加,当其中一些被冷却到某个温度阈值以下时,它们就转变为超导体 
铜酸盐的超导性是一个诱人的特征。与第一批发现的超导体不同,铜在接近绝对零度(零下459.67华氏度,或零下273.15摄氏度)时转变为零电阻率,而铜在零下211华氏度(零下135摄氏度)成为超导体 物理学家们希望这一发现将有助于发现室温超导体—为近乎无损的电力传输打开了大门。然而,这些发现逐渐消失,最近关于室温超导体的说法以丑闻和失望告终 
为了更好地描述奇怪的金属,这项新研究中的研究人员设计了一个关于它们如何工作的理论。与传统的金属观不同;它说它们由均匀结构中的大量单个电子组成;新理论提出,奇怪的金属是由许多电子组成的,这些电子通过量子纠缠的诡异规则结合在一起,这些电子在随机的原子拼凑中游动
2024-03-12
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