高温超导30年，新技术或将攻破未解之谜

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“所有的高温超导体都具备一种特殊性质： 在进入超导状态之前，它们都会先进入赝隙状态 。赝隙状态下的物质性质和超导同样神秘”。加州理工大学该项研究的首席研究员David Hsieh说，“我们已经发现， 在赝隙状态下，物质内部电子进入一个非常不寻常的排序模式，并且打破了空间的对称性 。这一发现成为我们探索物质赝隙状态的重要线索，并且让我们对高温超导体的工作原理有了新的理解。”

David Hsieh通过将激光束射向仪器测量来对电子活动进行测量

自1911年物理学家首次发现超导现象以来，为了达到材料的临界温度，需要使用液氦作为冷却剂。然而苦于液 氦 的稀少及其价格高昂，物理学家一直在寻找可以在更高温度下成为超导体的材料。

1986年至今发现的所谓的高温超导体，其工作环境已经高达138（零下135摄氏度）开氏度，因此可以使用比液氦更便宜的液氮冷却。尽管超导领域已经获得了三个诺贝尔奖，但是物理学家依然不了解高温超导的机制。

超导电子的共舞

材料变成超导体的过程就是其内部电子克服其斥力配对的过程 。这些配对可以在极低环境下发生，并且允许电子和它们所携带的电流不受阻碍地定向移动。在常规超导体中，电子配对由超导材料晶格中的自然振动引起，其作用就如同胶水将电子对束缚在一起。

但是在高温超导体材料中，这种形式的“胶水”并不足以强到可以将电子对束缚在一起，研究人员认为， 赝隙状态，以及电子在该状态下如何排列，都是理解高温超导体材料的关键性因素。

为了研究赝隙状态下电子是如何排列的，Hsieh和他的团队发明了一种新的基于激光的方法，称为 非线性光学旋转各向异性法 。在该方法中，当激光射向超导材料（钇钡铜氧化物）时，通过对比分析反射回来的经历半波损失后的波场信息，进而揭示材料晶体中电子排列的对称性。

打破的对称性带来科学新思路

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