【資料圖】
許多量子材料中都存在奇異的金屬行為,例如一些材料經(jīng)過微小變化就可成為超導(dǎo)體。此次的新理論解釋了奇異金屬的許多奇異之處,比如為什么電阻率的變化與溫度成正比,甚至在極低溫度下也是如此。這種正比關(guān)系意味著,在相同的溫度下,奇異金屬比普通金屬更能抵抗電子的流動(dòng)。
揭示奇異金屬的奇特之處需要將其兩種屬性結(jié)合起來。首先,奇異金屬的電子可能發(fā)生量子糾纏,即使相距很遠(yuǎn)仍然能保持糾纏;其次,奇異金屬具有不均勻的、拼湊的原子排列。
奇異金屬原子布局的不規(guī)則性意味著,電子糾纏會(huì)根據(jù)材料中發(fā)生糾纏的位置而變化。這種變化增加了電子動(dòng)量的隨機(jī)性。電子不是全部在一起流動(dòng),而是在各個(gè)方向上相互碰撞,從而產(chǎn)生電阻。材料越熱,碰撞就越頻繁,電阻隨之增加。
糾纏和不均勻性的相互作用是一種新的效應(yīng),科學(xué)家以前從未在任何物質(zhì)上考慮過這種作用。這種簡單的機(jī)制卻解釋了凝聚態(tài)物理學(xué)最大的未解謎團(tuán)之一,即奇異金屬為什么奇異。該研究可幫助科學(xué)家開發(fā)量子計(jì)算機(jī)應(yīng)用,對新超導(dǎo)體進(jìn)行“微調(diào)”等。
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