Science:奇异博士？咳咳，是奇异合金

一、导读

在朗道费米液体理论框架下，传输电流的电子被视为“准粒子”，这可以很好地理解传统金属内部的多体相互作用，为微观超导理论奠定了基础。然而，人们在众多优异超导体的高温相中，发现其电阻率随温度或磁场的演化方式显著违背了这一范式，并将其称之为“奇异合金”。因此，探究这些在体系超导温度以上激发电子动力学的交互作用所涌现出的全新现象是当前物理学领域的重中之重，同时也吸引了众多凝聚态物理学家和弦理论学家的兴趣。普通金属以电子为载流子，电阻率随温度升高而增加，但在低温和高温条件下达到饱和，然而，对“奇异合金”而言，则不会饱和，这意味着电子不再作为主要的载流子。那么是否可以将非饱和电阻率现象与普遍的物理行为关联起来，建立适用于普通合金和“奇异合金”的新范式呢？

二、成果掠影

近日，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校Philip W. Phillips等研究人员，基于理论研究和实验验证方法对“奇异合金”铜氧化物高温超导体的非饱和电阻率现象进行探究，概述了奇异铜金属温度线性电阻率强度与其超流体密度之间的相关性，同时对非准粒子配对的新范式进行形式化。该研究成果以“Stranger than metals”为题发表在Science上。

三、核心创新点

√ 研究了“奇异合金”与量子临界、普朗克耗散和量子引力的关系

√ 有助于建立描述普通合金和“奇异合金”的新型范式

四、数据概览

图1 “奇异合金”电阻率随温度的演化。

图2 单参数标度假设。

图3 集成光学电导率Neff超过掺杂剂浓度。

图4 超流体密度与电阻率系数的关联性。

五、成果启示

这项成果通过对“奇异合金”的非饱和电阻率现象的探究，发现了“奇异合金”与量子临界、普朗克耗散和量子引力的关系，揭示了“奇异合金”与普通合金之间的共性和差异，有助于建立适用于“奇异合金”与普通合金的普适范式。同时也证明了“奇异合金”铜氧化物的温度线性电阻率强度与其对应的超流体密度之间的相关性，有助于建立描述“奇异合金”的完整理论。

论文链接： htlps://doi.org/10.1126/science.abh4273