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破解30年高溫超導體理論模型 中山大學研究登Science

中山大學物理系助理教授鍾佳民與實驗室中分析計算的電腦。(中山大學提供)

中山大學物理系助理教授鍾佳民與實驗室中分析計算的電腦。(中山大學提供)

2024/05/10 12:06

〔記者許麗娟/高雄報導〕高溫超導體理論模型研究大突破!國立中山大學物理系助理教授鍾佳民與美、德學者組成跨國研究團隊,以數值方法模擬計算高溫超導體理論模型,精準預測實驗結果,成功使過去30年來,全球科學家無法破解的高溫超導體理論模型得到確定答案,獲登世界權威期刊「科學」(Science)。

鍾佳民指出,超導體是電阻為零的導體,在極低溫下才會產生此種特性,而高溫超導體則是在溫度較高、約攝氏零下200度左右時可存在。高溫超導自1986年被發現以來,能否實現室溫下的超導一直是物理學家追求的目標,數十年來,科學家以各種方式計算高溫超導低能量態理論機制,卻因系統關聯性與量子擾動強烈、低溫時低能量態互相競爭等偏差而仍無法參透。

由於數值方法的發展,為高溫超導的理論研究提供了重要的動力。研究團隊採用強關聯系統的數值方法,計算高溫超導模型的低溫態,突破以往限制,提出確切答案,並解釋其理論機制,使得在凝態物理界廣泛研究的重要難題上前進了關鍵的一大步。鍾佳民指出,強關聯系統的數值方法除凝態系統外,還可應用在高能物理、量子化學系統或生物系統上,為研究領域開闢創新途徑,對於理論物理的推進發展意義非凡。

鍾佳民進一步解釋,此模型建構研究的重要性在於,科學家終於有能力精確了解超導模型的低溫性質,得以進一步洞悉高溫超導的理論機制;理論模型計算得到的結果與實驗上的觀察相符,有助於後續高溫超導的應用,如核磁共振等高溫超導,以及量子電腦計算與機器學習等數值建構模型等,提供理論物理參考基礎。

中山大學物理系助理教授鍾佳民與美、德等學者跨國研究,以數值方法模擬計算高溫超導體理論模型,精準模擬預測實驗結果,獲登世界權威期刊「科學」(Science)。(中山大學提供)

中山大學物理系助理教授鍾佳民與美、德等學者跨國研究,以數值方法模擬計算高溫超導體理論模型,精準模擬預測實驗結果,獲登世界權威期刊「科學」(Science)。(中山大學提供)

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