可用于建造无损耗电网和量子计算机？科学家发现“奇异金属”

参考消息网1月20日报道 据英国《独立报》网站报道，科学家发现了一种新的“奇异金属”，这一发现可能成为一种困扰研究人员几十年的现象找到解释的关键。

最终解决这个问题可能会带来各种突破，比如无损耗电网和量子计算机。它似乎还与宇宙的某些基本常数相关，因此可以帮助揭示宇宙实际上是如何运转的。

大多数材料，比如铜和银，它们的行为是可以预测的，也是研究人员很了解的，科学家们也知道，当它们受热或冷却时，电导是如何变化的。

但最近，科学家一直在关注另一类被称为奇异金属的材料。它们的行为似乎不符合一般的电规则。科学家们倍加好奇，因为他们认为这些金属提供了量子世界的线索，以及理解其他尚待得到充分解释的现象的方法。

如今，科学家发现了另一种奇异的金属行为和另一个未解之谜。在这种材料中，电荷不是像通常那样由电子携带，而是由更像波的所谓库柏对携带。

电子属于称作费米子的一类粒子，而库柏对是行为截然不同的玻色子。在有玻色子的系统中从来没有发现过奇异的金属行为。

这可能最终有助于解开长达数十年的谜团，即为什么会出现这种奇异的金属行为。

这份新研究报告的作者、布朗大学物理学教授吉姆·瓦莱斯说：“我们有这两种截然不同的粒子，它们的行为围绕一个谜团汇聚在一起。这说明任何解释奇异金属行为的理论都不能针对任何一种粒子。 它需要比这更根本。”

这项名为《玻色子系统中一种奇异金属的特征》的研究报告发表在今天出版的英国《自然》周刊上。

奇异金属行为困扰了科学家30年，因为他们发现一类名为酮酸盐的材料的行为不同于其他金属。当普通金属受热时，它们的电阻上升，直至温度升高到电阻变为恒定的某一刻——但在酮酸盐中，这种情况不会发生，这种奇异的金属拒绝遵守预期的规则。

研究人员不知道为什么会出现这种情况。但他们确实知道，它似乎与两个不同的常数相关：一个是与热运动产生的能量有关的常数，另一个是与光粒子的能量有关的普朗克常数。

瓦莱斯说：“为试图了解这些奇异的金属中正在发生什么，人们采用了与用来了解黑洞类似的数学方法。因此，这些材料中发生了一些非常基本的物理现象。”

为了更好地理解为什么会发生这种情况，科学家们使用一种有微孔的酮酸盐材料来产生库柏对。他们将其冷却，观察其电导如何变化——发现它的行为类似于费米子奇异金属。

这并不能解释这种奇异的行为源自何处。但它确实为他们提供了新的信息来尝试更好地理解它。

瓦莱斯说：“理论家很难就我们在奇异金属中看到的现象作出解释。我们的研究表明，如果你要为奇异金属的电荷输送建模，这个模型必须既适用于费米子又适用于玻色子——尽管这两种类型的粒子遵循完全不同的规则。”（编译/王海昉）