深圳新聞網(wǎng)2026年5月23日訊(深圳特區(qū)報記者 焦子宇)近日,我國科學家在凝聚態(tài)物理領域的“世紀難題”——高溫超導機理研究中取得連環(huán)突破。5月21日,國際學術期刊《Science》在線發(fā)表中國科學技術大學與南方科技大學合作的最新科研成果,研究團隊首次在鎳氧化物高溫超導薄膜中直接觀測到無節(jié)點超導能隙,并發(fā)現(xiàn)了電子—玻色子耦合現(xiàn)象。
論文由薛其坤院士與中國科學技術大學何俊峰教授、南方科技大學陳卓昱副教授共同擔任通信作者。這一發(fā)現(xiàn)為“超導能隙對稱性”和“超導配對機制”這兩個高溫超導核心問題提供了重要實驗證據(jù),為深入理解高溫超導機理奠定了關鍵實驗基礎,并將有望推動超導技術更廣泛的應用。
超導能隙的對稱性,是理解超導本質(zhì)的核心。電子在超導體中兩兩配對,猶如跳雙人舞——傳統(tǒng)超導體跳的是“圓舞曲”,電子無論朝哪個方向都“手拉得一樣緊”,能隙處處不為零,即s波對稱性;銅基高溫超導體則更像“探戈”,在某些特定方向上電子會“松手”、能隙歸零,留下所謂“節(jié)點”,對應d波對稱性。(下轉(zhuǎn)第八版)
(緊接第一版)能隙有無節(jié)點,是判別高溫超導物理屬性的關鍵指標。此項研究首次在RP雙層鎳基高溫超導薄膜中給出明確答案:其超導能隙沒有節(jié)點,更符合s波(或s±波)對稱性。這意味著,同為高溫超導,鎳基與銅基的配對機制也許并非一脈相承。
電子如何配對,是破解高溫超導之謎的又一關鍵。電子本身帶負電、彼此相斥,要讓它們克服斥力結伴起舞,理論上有兩類機制:一類無需“中間人”,電子在特殊環(huán)境中自行配對(如共振價鍵理論);另一類則需要某種玻色子充當媒介、牽線搭橋傳遞吸引力。研究團隊在實驗中捕捉到一個關鍵的譜學信號——“能帶扭折”:原本平滑的電子能量曲線在費米能級以下約70meV處出現(xiàn)明顯拐點,正是電子與玻色子耦合留下的“指紋”,證實鎳基高溫超導中存在電子—玻色子耦合,強烈提示其電子配對很可能由“中間人”促成。下一步,確認這位“中間人”究竟是哪種玻色子,或?qū)⒊蔀樽罱K闡明高溫超導物理機制的關鍵所在。