物理学家将铜酸盐中的赝能隙与电子对联系起来——Ars Technica

由慕尼黑路德维希-马克西米利安大学的米兰·阿兰和乌得勒支大学的英格马尔·斯瓦特领导的一组物理学家记录到了电噪声，这表明铜酸盐超导体中的赝能隙与电子对的形成存在关联。有关发表于《科学》杂志的研究结果，Ars Technica进行了报道。

噪声作为电子对的指标

铜酸盐是含铜材料，能够在比大多数常规超导体更高的温度下转变为超导态。然而，其高温超导机制至今仍没有获得普遍接受的解释。关键谜团之一是赝能隙——一种测量显示在特定能级上电子数量较少的状态。

科学家研究了冷却至比绝对零度高几度的铜酸盐BSCCO晶体。他们利用扫描隧道显微镜测量了所谓的散粒噪声——由单个电荷到达引起的微弱电流波动。当两个电子作为库珀对一起运动时，这种噪声应当增强。

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赝能隙能级上的信号

研究人员发现，额外噪声恰好在局域赝能隙的能级上开始增加，而不仅仅是在与超导性相关的能级上。在具有不同化学成分的样本中，也观察到了相同的信号特征。

为检验这一解释，研究人员将晶体置于最高六特斯拉的磁场中。磁场会抑制电子对的形成，但在很大程度上保留了电子缺失的整体图景。随着磁场增强，噪声水平下降至单个电子所特有的数值。

作者认为，结果表明，铜酸盐中的电子对可能在相位相干性出现之前形成——相位相干性是指电子对开始协调运动、材料成为超导体的状态。同时，该实验并不排除其他结构，尤其是电荷密度波，也可能与赝能隙有关。