科学家用“超算”解决“超导之谜”：解释声子在铜基超导中的作用

自 1980 年代以来，研究人员就已经了解高温超导铜基材料或铜酸盐。低于特定温度（约 -130 摄氏度）时，这些材料的电阻消失，磁通量场被排出，从而让材料获得超导性。然而，这种超导性的基础仍在继续争论和探索。

“人们普遍认为，传统的超导体是由电子与声子相互作用产生的，其中声子将两个电子作为一个实体配对，后者可以在没有阻力的材料中运行，”克莱姆森大学物理学和天文学助理教授王耀（音译）说。

然而，在铜酸盐中，研究人员在电子之间观察到了称为库仑力的强排斥力。他们认为正是这种排斥力导致了特殊的高温超导性。

声子是由晶体内的振荡原子产生的振动能量。声子的行为和动力学与电子的行为和动力学非常不同，将这两个相互作用的拼图拼凑在一起一直是一个挑战。

图源论文

2021 年 11 月，王耀与斯坦福大学的研究人员在《物理评论快报》期刊上发表了令人信服的证据，表明声子实际上对铜酸盐中观察到的一个关键特征做出了贡献，这可能表明它们对超导性做出了不可或缺的贡献。

该研究创新地解释了电子和声子的作用力。他们表明，声子不仅会影响其附近的电子，还会作用于几个邻居之外的电子。

该研究题为“Phonon-Mediated Long-Range Attractive Interaction in One-Dimensional Cuprates”，于2021年11月3日发表在《物理评论快报》期刊上。

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