據國內媒體的訊息,在前沿物理科學領域,近些年國際上不斷湧現出新的科研成果和相關理論,正在逐步顛覆人們對傳統物理的認識。近日,來自成都電子科技大學的李言榮團隊聯合外部團隊協同攻關,經過長期努力,終於成功突破費米子體系的限制,第一次成功的在玻色子體系中誘匯出了奇異金屬態。除此之外,還有一位天才少年引起了人們的關注,他就是四川電子科技大學2016級材料科學與工程專業博士生楊超。2019年11月,他發表了自己的第一篇《超導-絕緣相變中的玻色金屬態》,文章解決了一直以來懸而未決的量子金屬態問題。在2022年1月12日,楊超團隊首次在高溫超導體中發現並證實了玻色子奇異金屬,又一次在凝聚態物理領域取得突破。這一成果有著重要的里程碑意義,標誌著凝聚態物理領域發展迎來了第一縷曙光,取得了重大突破,是引領量子理論發展的一項重要成果。
在我們已知的宇宙環境中,基本粒子目前被分為費米子和玻色子兩種,這兩種基本粒子是構成其他分子和原子,以及世間萬物的基礎。正是由於他們是基礎,所以會直接決定“上層建築”,在工業領域,目前的電子工業和器件發展幾乎完全是基於費米子體系而打造的,從近幾十年的發展情況來看,受制於能耗高、損耗大以及物理尺寸限制等因素,植根於這一體系的工業產品很難再有突破,無法滿足人們快速增長的資訊傳輸需求。
為了破解這一難題,科學家們將目光轉移到了以高溫超導體為代表的玻色子器件。這種高溫超導體具有完美的零損耗能量傳遞特性,如果技術上能夠突破,很有可能會給電子資訊工業領域帶來前所未有的技術進步。但要解決這一技術問題,首先要解決幾個問題,其中最關鍵的一個問題是,是否存在玻色子奇異金屬,如果存在,如何將其誘導並利用。解決不了這一問題,其他方面也無從談起。
奇異金屬和我們一般意義上理解的“金屬”完全不同,這種金屬的電阻率與溫度成正比,僅僅存在於銅基高溫超導體中,他的物質狀態或者物理性質比較特殊,是一種電子之間高度量子糾纏的新物質狀態,由於其複雜多變,理論上擁有各種可能性,因此它在一定程度上接近於量子力學極限。量子這個概念通俗的說,就是一種“能量包”,它以一種特殊的形式存在,經典的雙縫實驗,以及海森堡提出的測不準遠離,以及薛定諤的貓都是量子力學實驗,即只有在觀察它的時候才能得到一個結果,如果不去觀察,量子的性質就無法確定。
量子力學的出現其實顛覆了傳統物理學,傳統物理的觀念是,只要掌握了規律或者說公示,一切都是可以預測的,牛頓力學三定律就是這方面的典型。但量子力學是不可預測的,它只能提供一個機率,因此基於量子力學的相關物理體系,奇異金屬會成為一種真正意義上的“科幻”技術,突破現有的體系。其實早在30年前,已經有科學家們發現了費米子奇異金屬,但無法確定是否存在玻色子奇異金屬。此次成功誘匯出玻色子奇異金屬,為揭示奇異金屬的普適性、進一步完善量子相變理提供了重要的基礎參考,推動未來低耗能超導量子計算技術的發展。