據(jù)美國(guó)能源部下屬布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（BNL）官網(wǎng)消息，在庫(kù)珀對(duì)理論問(wèn)世50多年后，由該實(shí)驗(yàn)室牽頭的美、英、日、韓、德團(tuán)隊(duì)用掃描隧道顯微鏡（STM）直接為庫(kù)珀對(duì)拍照，首次獲得了“庫(kù)珀對(duì)密度波”這種電子狀態(tài)的直接證據(jù)。研究人員指出，最新發(fā)現(xiàn)有助科學(xué)家們更深入地洞悉高溫超導(dǎo)體的工作原理。
上海交通大學(xué)物理與天文系教授錢(qián)冬向科技日?qǐng)?bào)記者解釋稱(chēng)，105年前，科學(xué)家們?cè)诶鋮s到幾乎絕對(duì)零度（零下273.13攝氏度）的金屬中首次發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)現(xiàn)象。現(xiàn)今得到廣泛關(guān)注的高溫超導(dǎo)體銅酸鹽在比絕對(duì)零度高（零下125攝氏度）的溫度下仍能超導(dǎo)。在超導(dǎo)體內(nèi)，電子組成磁中性的“庫(kù)珀對(duì)”，它們不同其他原子相互作用并能毫無(wú)阻礙地移動(dòng)。
1964年，理論學(xué)家們預(yù)測(cè)，超導(dǎo)體內(nèi)電子庫(kù)珀對(duì)能以?xún)煞N狀態(tài)存在：所有庫(kù)珀對(duì)處于同樣的量子狀態(tài)，作為單個(gè)實(shí)體零電阻流動(dòng)，即所謂的“超流體”；庫(kù)珀對(duì)的密度會(huì)在空間中周期性變化，即所謂的“庫(kù)珀對(duì)密度波”。不過(guò)，數(shù)十年來(lái)，庫(kù)珀對(duì)密度波一直未被捕獲。
在最新研究中，哈佛大學(xué)助理研究員默罕默德·哈密迪安和蘇格蘭圣安德魯斯大學(xué)的研究生斯蒂芬·艾登金斯使用一種具有極高靈敏度的STM，對(duì)絕對(duì)零度之上幾千分之一度含鉍、鍶和鈣的銅酸鹽進(jìn)行了研究。他們將探頭的尖端降低了一點(diǎn)，讓其與表面接觸并拾起一小塊銅酸鹽薄片，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，庫(kù)珀對(duì)在超導(dǎo)體表面和超導(dǎo)的尖端之間隧穿。
通過(guò)檢測(cè)隧穿形成的電流大小表明，庫(kù)珀對(duì)密度在整個(gè)樣本上表現(xiàn)出了周期性變化，波長(zhǎng)為4個(gè)晶格單元。由此，該研究團(tuán)隊(duì)首次在一個(gè)高溫超導(dǎo)體內(nèi)發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了庫(kù)珀對(duì)密度波狀態(tài)。研究人員指出，最新技術(shù)也能用來(lái)搜索其他銅酸鹽高溫超導(dǎo)，以及鐵基高溫超導(dǎo)體內(nèi)的庫(kù)珀對(duì)密度波。（記者劉霞）