神奇超导体：科学家的新发现与困惑

新式超导体的碎裂性发现揭示电子联接的奇妙可能性，并激励畴昔科技的无穷后劲。

本年，科学家在三种判然不同的材料中发现了超导性风景。两种风景挑战了传统率略，而第三种都备颠覆了已有表面。“这种超导性极其刻毒，以前许多东说念主会说这是不成能的，”哈佛大学物理学家Ashvin Vishwanath说。

自1911年荷兰科学家Heike Kamerlingh Onnes初次不雅察到电阻的澌灭以来，超导风景一直诱骗着物理学家的眼神。超导性条件电子以配对格式存在，而电子天性相斥，这种联接的机制成谜。

同期，超导性具备庞大的技艺后劲。咫尺，它已用于MRI耕种和粒子对撞机。淌若科学家能清醒其执行，粗心不错在常温下制造出超导材料，进云尔毕无损电网或磁悬浮交通器具等颠覆性科技。

频年来的材料科学改进鼓动了超导风景的考虑。本年发现的超导风景均出咫尺由原子薄片拼装的耕种中。这些二维材料能通过电场操控其施展，物理学家因此得以探索多量新组合。

“超导性似乎无处不在，”华盛顿大学物理学家Matthew Yankowitz默示。考虑浮现，不同材料可能通过多种方式促成电子配对，就像鸟类与虫豸能诓骗不同翅膀翱游雷同。

1957年，John Bardeen、Leon Cooper和John Robert Schrieffer建议的表面说明了低温金属的超导性。他们发现，低温使原子振动裁减，电子通过与晶格间的相互作用造成“库珀对”，从云尔毕无摩擦的电流传导。这一表面为三东说念主赢得了1972年的诺贝尔物理学奖。

议论词，1980年代的高温超导体挑战了该表面。物理学家运筹帷幄，某些材料的电子可能通过慢速移动产生的私有电场造成配对，但具体机制仍未都备揭示。

2018年，MIT物理学家Pablo Jarillo-Herrero的考虑引发激荡。他发现，将两个石墨烯薄片以1.1度的“魔角”污蔑重叠，不错诱发超导性。这一发现开启了诓骗二维材料探索超导的新旅途。

本年的碎裂之一来自哥伦比亚大学Cory Dean团队。他们通过鼎新耕种，证据了在一种二维材料中不雅察到的超导风景。这一效果考证了此前的表面，记号着二维材料边界的一个紧迫里程碑。

与此同期，康奈尔大学的Jie Shan和Kin Fai Mak团队也获得碎裂。他们发现，通过电场调控，不错让一种二维材料在绝缘体和超导体间切换。这种风景与现存表面无法都备吻合。

即便在二维材料考虑大热之际，石墨烯已经不断带来惊喜。本年，MIT的Long Ju团队在一种四层路线状石墨烯耕种中发现了迄今最私有的超导风景。磁场不仅莫得随性超导性，反而加强了它。这一“偏手性”超导风景在表面上曾被以为不成能。

尽管二维材料中的超导机制尚未都备陈述，但考虑东说念主员敬佩，这些发现展示了多种可能的电子配对方式。二维耕种的可调控性使科学家能快速考证超导的多种潜在旅途。

“每个耕种都是一个可调实验室，能模拟险些任何材料，”Dean说。实验数据的蚁合有望让表面瞻望超导机制，并最终征战技艺研发，为畴昔科技奠定基础。

咫尺，实验已经引颈着考虑前沿。正如Yankowitz所言，“六年往常了，压根没时候停驻来。”

本文译自 Quanta Magazine，由 BALI 裁剃头布。