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高温超导重大进展！我科学家首次观测到多体配对赝能隙
记者从中国科学院获悉：近日，中国科学技术大学潘建伟、姚星灿、陈宇翱等人，基于强相互作用的均匀费米气体，首次观测到由多体配对产生的赝能隙。这一研究首次确立了配对赝能隙的存在，为高温超导机理中的电子预配对假说提供了支持，向探索高温超导机理迈出了重要一步。相关研究成果2月8日发表在《自然》上。
图中头顶玉珠的两条鲤鱼，象征着一对自旋相反的费米子；龙门代表超流相变和赝能隙。鲤鱼跃过龙门，表明配对发生在超流相变温度以上。这种配对现象反过来导致赝能隙的出现。制图：陈磊
1911年，荷兰物理学家卡末林·昂内斯发现，当温度下降到零下277摄氏度左右时，汞金属的电阻会降为零，这就是超导现象。如果能研制出室温下电阻为零的“超级导体”，将能显著改善人类的生产生活。
据介绍，能隙的产生是超导的标志性现象。在常规超导体中，能隙存在于超导相变温度以下。随着铜氧化物高温超导体的发现，超导相变温度以上的能隙仍能够被观测到。这种现象被称为赝能隙。赝能隙的起源和性质可以为解答高温超导的机理问题提供关键线索。学术界普遍认为主要存在两种可能的赝能隙机制：一是来源于超导相变温度以上的电子多体预配对；二是来源于在高温超导体中发现的多种量子有序相。但由于真实的高温超导材料体系复杂，无法明确是何种机制发挥作用。
经过多年攻关，研究团队建立了超冷锂-镝原子量子模拟平台，实现了世界领先的均匀费米气体的制备，并发展了大磁场的稳定技术，实现了超冷原子动量可分辨的微波谱学技术。在此基础上，研究系统地测量了不同温度下的幺正费米气体的单粒子谱函数，并观测到赝能隙的存在，为电子预配对假说提供了支持。
据了解，在前期技术积累的基础上，超冷原子量子模拟显现出揭示包括高温超导机制在内的复杂物理系统规律的效用，为在近期构建具备解决实际问题能力的专用量子铺平了道路。（经济日报记者 沈慧）
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