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cyqdesign

2021-07-11 11:42

科學家提出基于"貝里連接"的超導新理論模型

筑波大學量子凝聚態(tài)物理部的一位科學家提出了一個新的超導理論�；趯�"貝里連接"的計算，該模型有助于比目前的理論更好地解釋新的實驗結果。這項工作可能允許未來的電網(wǎng)在沒有損失的情況下發(fā)送能量。

超導體是迷人的材料，在環(huán)境條件下可能看起來不起眼，但當冷卻到非常低的溫度時，允許電流以零阻力流動。超導有幾個明顯的應用，如無損耗的能量傳輸，但對這一過程背后的物理學仍然沒有清楚的了解。關于從正常到超導過渡的既定思維方式被稱為巴丁-庫珀-施里弗（BCS）理論。在這個模型中，只要熱激發(fā)保持得足夠小，粒子就能形成 "庫珀對"，它們在一起移動并抵制散射。然而，BCS模型并不能充分解釋所有類型的超導體，這限制了我們創(chuàng)造出在室溫下工作的更強大的超導材料的能力。

現(xiàn)在，筑波大學的一位科學家小泉�？堤岢隽艘粋€新的超導模型，更好地揭示了物理原理。這個新理論沒有關注帶電粒子的配對，而是使用了稱為 "貝里連接"的數(shù)學工具。這個數(shù)值計算出了電子行進的空間扭曲。在標準BCS理論中，超導性的起源是電子配對。在這個理論中，超電流被確定為成對電子的無耗散流動，而單個電子仍然經(jīng)歷阻力。

作為一個例子，當兩個超導體層被一個由普通金屬或絕緣體制成的薄壁壘隔開時，就會形成約瑟夫森結。雖然這被廣泛用于高精度磁場探測器和量子計算機，但約瑟夫森結也不完全適合BCS理論。小泉教授說："在新的理論中，電子配對的作用是穩(wěn)定貝里連接，而不是本身就是超導的原因，而超電流是由于貝里連接引起的電子行進空間的扭曲而產(chǎn)生的單電子和配對電子的流動。因此，這項研究可能會帶來量子計算以及能源保護方面的進步。"

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