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新技术助力量子技术迈向更广阔的未来——陈根的看法

浏览:123|时间:2023-06-14 09:37:42
1911年,荷兰物理学家昂内斯发现当金属汞被冷却到4K以下时,电阻会突然消失,这就是超导现象。1957年,美国物理学家巴丁、库珀和施里弗提出了BCS理论,对超导现象作出了解释。根据BCS理论,金属内部具有吸引相互作用的电子系统会形成库珀对。库珀对是一个重要的量子效应,因为当一个电子移动时,会被其他电子排斥,但它也会吸引正离子形成晶格,形成吸引力,从而长距离下,电子间的排斥力会被克服而配对形成库珀对。

以前,研究人员通过宏观方式间接测量库珀对的出现,但近日,阿尔托大学和美国橡树岭国家实验室的科学家们开发了一项新技术,可以以原子级的精度检测库珀对的出现。研究人员测量金属尖端和超导体之间的电流,确定库珀对的波函数在原子尺度上的重建,并理解了它们与原子尺度的杂质和其他障碍物是如何相互作用的。库珀对在非常规超导体中具有独特的内部结构,但该方法在原子尺度上对库珀对进行了直接实验探测,为理解量子材料提供了一种全新的方法。未来,期待该方法能够推动新量子材料的开发。

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