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中國科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)并證實玻色子奇異金屬

2022-01-14 06:22:48 來源：光明網(wǎng) A+A-

日前,，以電子科技大學(xué)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(dǎo)的團隊，首次在高溫超導(dǎo)體中發(fā)現(xiàn)并證實了玻色子奇異金屬,，相關(guān)論文《玻色子體系中的奇異金屬態(tài)》（Signatures of a strange metal in a bosonic system）于1月12日發(fā)表在國際期刊《自然》上,。博士生楊超與北京師范大學(xué)劉海文研究員為共同第一作者，熊杰教授和美國布朗大學(xué)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(xué)》上首次報道實驗發(fā)現(xiàn)量子金屬態(tài)后,，在量子科技領(lǐng)域取得的又一重大發(fā)現(xiàn)。

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(yè)與器件發(fā)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(xù)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(dǎo)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(yè)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(dǎo)體中,，是一種電子之間高度量子糾纏的新物質(zhì)狀態(tài)，其混亂程度趨向于量子力學(xué)極限,。早在30年前,，科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)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(xué)難題,。李言榮研究團隊與美國布朗大學(xué)教授JamesM.VallesJr,，中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)物理學(xué)院/量子材料科學(xué)中心教授謝心澄,、王健,，北京師范大學(xué)研究員劉海文和四川大學(xué)的專家等協(xié)同攻關(guān)，成功突破了費米子體系的限制,，首次在玻色子體系中誘導(dǎo)出奇異金屬態(tài),。

國際著名理論物理學(xué)家、美國科學(xué)院院士ChandraM.Varma發(fā)表專題評論文章,，高度評價玻色子奇異金屬的發(fā)現(xiàn)是凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的重大突破,。《自然》審稿人評價此工作是引領(lǐng)量子理論發(fā)展的變革性成果,。同時，《自然》配發(fā)專題亮點評述文章,，評價這項工作突破了現(xiàn)有對奇異金屬態(tài)與無序超導(dǎo)體的認知框架,，將推動凝聚態(tài)物理學(xué)領(lǐng)域向前邁出一大步。這一發(fā)現(xiàn)為理解凝聚態(tài)物理中奇異金屬的物理規(guī)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(xué)基礎(chǔ)，對揭示耗散效應(yīng)對玻色子量子相干的定量影響,，推動未來低能耗超導(dǎo)量子計算以及極高靈敏量子探測技術(shù)的發(fā)展具有重要的理論和實際意義,。

(責(zé)任編輯：孫啟浩 CN037)