可用于建造無損耗電網和量子計算機？科學家發現“奇異金屬”

據英國《獨立報》網站報道，科學家發現了一種新的“奇異金屬”，這一發現可能成為一種困擾研究人員幾十年的現象找到解釋的關鍵。

最終解決這個問題可能會帶來各種突破，比如無損耗電網和量子計算機。它似乎還與宇宙的某些基本常數相關，是以可以幫助揭示宇宙實際上是如何運轉的。

大多數材料，比如銅和銀，它們的行為是可以預測的，也是研究人員很了解的，科學家們也知道，當它們受熱或冷卻時，電導是如何變化的。

但最近，科學家一直在關注另一類被稱為奇異金屬的材料。它們的行為似乎不符合一般的電規則。科學家們倍加好奇，因為他們認為這些金屬提供了量子世界的線索，以及了解其他尚待得到充分解釋的現象的方法。

如今，科學家發現了另一種奇異的金屬行為和另一個未解之謎。在這種材料中，電荷不是像通常那樣由電子攜帶，而是由更像波的所謂庫柏對攜帶。

電子屬于稱作費米子的一類粒子，而庫柏對是行為截然不同的玻色子。在有玻色子的系統中從來沒有發現過奇異的金屬行為。

這可能最終有助于解開長達數十年的謎團，即為什麼會出現這種奇異的金屬行為。

這份新研究報告的作者、布朗大學實體學教授吉姆·瓦萊斯說：“我們有這兩種截然不同的粒子，它們的行為圍繞一個謎團彙聚在一起。這說明任何解釋奇異金屬行為的理論都不能針對任何一種粒子。 它需要比這更根本。”

這項名為《玻色子系統中一種奇異金屬的特征》的研究報告發表在今天出版的英國《自然》周刊上。

奇異金屬行為困擾了科學家30年，因為他們發現一類名為酮酸鹽的材料的行為不同于其他金屬。當普通金屬受熱時，它們的電阻上升，直至溫度升高到電阻變為恒定的某一刻——但在酮酸鹽中，這種情況不會發生，這種奇異的金屬拒絕遵守預期的規則。

研究人員不知道為什麼會出現這種情況。但他們确實知道，它似乎與兩個不同的常數相關：一個是與熱運動産生的能量有關的常數，另一個是與光粒子的能量有關的普朗克常數。

瓦萊斯說：“為試圖了解這些奇異的金屬中正在發生什麼，人們采用了與用來了解黑洞類似的數學方法。是以，這些材料中發生了一些非常基本的實體現象。”

為了更好地了解為什麼會發生這種情況，科學家們使用一種有微孔的酮酸鹽材料來産生庫柏對。他們将其冷卻，觀察其電導如何變化——發現它的行為類似于費米子奇異金屬。

這并不能解釋這種奇異的行為源自何處。但它确實為他們提供了新的資訊來嘗試更好地了解它。

瓦萊斯說：“理論家很難就我們在奇異金屬中看到的現象作出解釋。我們的研究表明，如果你要為奇異金屬的電荷輸送模組化，這個模型必須既适用于費米子又适用于玻色子——盡管這兩種類型的粒子遵循完全不同的規則。”（編譯/王海昉）

來源：參考消息網