研究人員發現了一種新的量子液體。

荷蘭萊頓大學研究人員Koen Bastiaans領導的團隊透過一種“監聽技術”發現了一類新型量子液體。當地時間10月28日，相關研究成果刊登在《科學》雜誌中。

幾乎所有的材料都存在電阻，只有超導材料是材料家族中的異類，當被冷卻到極低溫度時，超導體能夠毫無阻力地傳輸電力。其工作機制一直是物理學領域的未解之謎。

科學家曾提出一種解釋超導性的理論：當溫度降至材料的過渡溫度以下時，材料中的電子互相配對，形成庫珀對。隨後，庫珀對凝聚成一種量子液體，繼而無阻力流動，導致超導性的產生。物理學家們認為，庫珀對的形成和凝聚是同時發生的聯合過程。“這是我們在教科書中學過的知識。”Bastiaans說。

然而，Bastiaans等人驚訝地發現，庫珀對在高於過渡溫度時仍然存在，並形成了一種新的神秘量子液體狀態。Bastiaans說：“這意味著庫珀對的形成與凝聚之間可能並不存在必然聯絡。這徹底改變了我對超導性的看法。”

Bastiaans團隊與代爾夫特理工大學密切合作，研究了超導體——氮化鈦（TiN）。為了探測氮化鈦的庫珀對，他們開創了一種新技術，用於“監聽”超導體中的電子行為——單電子的噪聲分佈與其形成庫珀對時截然不同。Bastiaans說：“這就像雨點滴落在屋頂上，雨點變大時，雨聲也變了。”

研究人員監聽了TiN超導體中的噪聲，結果表明，在低溫下，TiN中存在庫珀對。當他們將溫度提高到超過2。95開爾文時，超導性如預期那樣消失了。然而，直到7。2開爾文，庫珀對都一直存在。Bastiaans說：“我們的研究表明，可以在非凝聚態和非超導態下得到庫珀對。這實際上是一種新的量子液體，一種完全由庫珀對構成的電阻性物質。”

研究人員表示，該研究為理解超導性提供了新見解，即庫珀對的形成和凝聚並不屬於同一過程。