全新量子液体被发现！_风闻

研究人员发现了一种新的量子液体。

研究人员Koen Bastiaans。

荷兰莱顿大学研究人员Koen Bastiaans领导的团队通过一种“监听技术”发现了一类新型量子液体。当地时间10月28日，相关研究成果刊登在《科学》杂志中。

几乎所有的材料都存在电阻，只有超导材料是材料家族中的异类，当被冷却到极低温度时，超导体能够毫无阻力地传输电力。其工作机制一直是物理学领域的未解之谜。

科学家曾提出一种解释超导性的理论：当温度降至材料的过渡温度以下时，材料中的电子互相配对，形成库珀对。随后，库珀对凝聚成一种量子液体，继而无阻力流动，导致超导性的产生。物理学家们认为，库珀对的形成和凝聚是同时发生的联合过程。“这是我们在教科书中学过的知识。”Bastiaans说。

然而，Bastiaans等人惊讶地发现，库珀对在高于过渡温度时仍然存在，并形成了一种新的神秘量子液体状态。Bastiaans说：“这意味着库珀对的形成与凝聚之间可能并不存在必然联系。这彻底改变了我对超导性的看法。”

氮化钛的扫描隧道显微镜照片。

Bastiaans团队与代尔夫特理工大学密切合作，研究了超导体——氮化钛（TiN）。为了探测氮化钛的库珀对，他们开创了一种新技术，用于“监听”超导体中的电子行为——单电子的噪声分布与其形成库珀对时截然不同。Bastiaans说：“这就像雨点滴落在屋顶上，雨点变大时，雨声也变了。”

研究人员监听了TiN超导体中的噪声，结果表明，在低温下，TiN中存在库珀对。当他们将温度提高到超过2.95开尔文时，超导性如预期那样消失了。然而，直到7.2开尔文，库珀对都一直存在。Bastiaans说：“我们的研究表明，可以在非凝聚态和非超导态下得到库珀对。这实际上是一种新的量子液体，一种完全由库珀对构成的电阻性物质。”

研究人员表示，该研究为理解超导性提供了新见解，即库珀对的形成和凝聚并不属于同一过程。

编译：雷鑫宇

审稿：西莫 

责编：陈之涵

期刊来源：《科学》

期刊编号：0036-8075

原文连接：https://phys.org/news/2021-10-raindrops-roof-technique-reveals-quantum-liquid.html

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