據(jù)外媒報道，固體物理學家獲得的一個驚喜結(jié)果暗示了一種不尋常的電子行為。在研究鐵基超導材料中電子的行為時，東京大學的研究人員觀察到一個與電子排列方式有關(guān)的奇怪信號。該信號意味著一種新的電子排列方式，研究人員稱之為向列性波，他們希望與理論物理學家合作以更好地理解它。向列性波可以幫助研究人員理解電子在超導體中相互作用的方式。
固體物理學家的一個長期夢想是完全理解超導現(xiàn)象--本質(zhì)上是沒有產(chǎn)生熱量和消耗能量的電阻的電子傳導。它將迎來一個令人難以置信的高效或強大設(shè)備的全新世界，并且已經(jīng)被用于日本的實驗性磁懸浮子彈列車上。但是，在這個復雜的課題中還有很多需要探索的地方，而且它經(jīng)常以意想不到的結(jié)果和觀察結(jié)果讓研究人員感到驚訝。
來自東京大學固體物理研究所的Shik Shin教授和他的團隊研究電子在鐵基超導材料中的行為方式。這些材料顯示出很大的前景，因為它們可以在比其他一些超導材料更高的溫度下工作，這是一個重要的問題。它們還使用較少的外來材料成分，因此可以更容易和更便宜地工作。為了激活一個樣品的超導能力，材料需要被冷卻到零下幾百度。而在這個冷卻過程中，有趣的事情發(fā)生了。
Shin說：“當鐵基超導材料冷卻到一定程度時，它們表現(xiàn)出一種我們稱之為電子向列性的狀態(tài)。這就是材料的晶體結(jié)構(gòu)和其中的電子根據(jù)你看它們的角度而出現(xiàn)不同的排列，也就是所謂的各向異性。我們預計電子的排列方式將與周圍晶體結(jié)構(gòu)的排列方式緊密耦合。但是我們蕞近的觀察顯示了一些非常不同的東西，實際上是相當令人驚訝的。”
Shin和他的團隊使用他們小組開發(fā)的一種特殊技術(shù)，即激光光發(fā)射電子顯微鏡，在微觀尺度上觀察他們的鐵基超導材料樣品。他們預計會看到一個熟悉的模式，每隔幾納米就會重復一次。而且可以肯定的是，晶體結(jié)構(gòu)確實顯示了這種模式。但令他們驚訝的是，研究小組發(fā)現(xiàn)，電子的圖案反而是每幾百納米重復一次。
電子向列性波和鐵基超導材料晶體結(jié)構(gòu)之間的這種差異是出乎意料的，因此其影響仍在調(diào)查之中。但這一結(jié)果可能為理論和實驗探索超導現(xiàn)象的一些基本因素打開大門，那就是電子在低溫下形成對的方式。對這一過程的了解可能對高溫超導的發(fā)展至關(guān)重要。因此，如果向列性波與此有關(guān)，重要的是要知道如何。
“接下來，我希望我們能與理論物理學家合作，進一步了解向列性波，”Shin說。“我們也希望使用激光光發(fā)射電子顯微鏡來研究其他相關(guān)的材料，如氧化銅等金屬氧化物。應用的地方可能并不總是很明顯，但研究基礎(chǔ)物理學的問題確實讓我著迷。”
