Science:奇異博士？咳咳，是奇異合金

一、 導讀

在朗道費米液體理論框架下，傳輸電流的電子被視為“準粒子”，這可以很好地理解傳統金屬內部的多體相互作用，為微觀超導理論奠定了基礎。然而，人們在眾多優異超導體的高溫相中，發現其電阻率隨溫度或磁場的演化方式顯著違背了這一范式，并將其稱之為“奇異合金”。因此，探究這些在體系超導溫度以上激發電子動力學的交互作用所涌現出的全新現象是當前物理學領域的重中之重，同時也吸引了眾多凝聚態物理學家和弦理論學家的興趣。普通金屬以電子為載流子，電阻率隨溫度升高而增加，但在低溫和高溫條件下達到飽和，然而，對“奇異合金”而言，則不會飽和，這意味著電子不再作為主要的載流子。那么是否可以將非飽和電阻率現象與普遍的物理行為關聯起來，建立適用于普通合金和“奇異合金”的新范式呢？

二、 成果掠影

近日，伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校Philip W. Phillips等研究人員，基于理論研究和實驗驗證方法對“奇異合金”銅氧化物高溫超導體的非飽和電阻率現象進行探究，概述了奇異銅金屬溫度線性電阻率強度與其超流體密度之間的相關性，同時對非準粒子配對的新范式進行形式化。該研究成果以“Stranger than metals”為題發表在Science上。

三、 核心創新點

√ 研究了“奇異合金”與量子臨界、普朗克耗散和量子引力的關系

√ 有助于建立描述普通合金和“奇異合金”的新型范式

四、數據概覽

圖1 “奇異合金”電阻率隨溫度的演化。

圖2 單參數標度假設。

圖3 集成光學電導率Neff超過摻雜劑濃度。

圖4 超流體密度與電阻率系數的關聯性。

五、成果啟示

這項成果通過對“奇異合金”的非飽和電阻率現象的探究，發現了“奇異合金”與量子臨界、普朗克耗散和量子引力的關系，揭示了“奇異合金”與普通合金之間的共性和差異，有助于建立適用于“奇異合金”與普通合金的普適范式。同時也證明了“奇異合金”銅氧化物的溫度線性電阻率強度與其對應的超流體密度之間的相關性，有助于建立描述“奇異合金”的完整理論。

論文鏈接： htlps://doi.org/10.1126/science.abh4273