关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业： 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事。
一项新的研究表明，一种高温超导体违反了固态物理学中一项有150年历史的定律。韦德曼-弗朗兹定律预测，在低温下，金属应该能很好地导热和导电。但现在物理学家发现，在接近绝对零度时，铜氧化物基超导体中的热和电荷各自遵循不同的路径。继续沿着这个研究方向深入，可能会更全面地理解超导材料，以及如何找到更好的超导材料。一篇描述这些结果的报告今天发表在《自然》杂志上。
韦德曼-弗朗兹定律是极其成功的费米液体理论的结果，该理论认为，在大的群体中，电子可以被认为是具有更高质量但电荷和自旋与通常相同的粒子。然而，物理学家已经看到一些迹象表明，铜氧化物基超导体在非超导状态下违反了费米液体理论。为了解释这一点，一些科学家提出，电子群有时表现得好像每个电子都由一对分别传输电荷和自旋的实体组成。由于这两个实体都会携带热量，因此充满这种电子的材料不会具有相同的热量和电荷的紧密关联。为了验证这种可能性，研究作者消除了铜氧化物化合物PCCO的超导性，并观察了其在开尔文零度以下的热量和电荷传输。“我们的测量可能是自旋-电荷分离最直接的证据，”多伦多大学的合著者路易斯·塔耶弗尔解释说。“这很令人兴奋，因为它揭示了正在发生一些新物理现象的例子。”
塔耶弗尔说，下一步将是在更广泛的电子浓度范围内检查PCCO的行为，以了解费米液体理论在何处成立和失效，从而尝试开发出更好的关于这些化合物中电子行为的理论。这种理解最终可能使寻找在更高温度下转变为超导体的材料变得更容易。