铜氧化物的电噪声揭示其电子是否形成配对

发生了什么

• 慕尼黑路德维希-马克西米利安大学的 Milan Allan 和乌得勒支大学的 Ingmar Swart 领导的团队，在《科学》（Science）上发表了一项研究，聆听流入铜氧化物的电流所发出的微弱噼啪声。
• 铜氧化物是以铜为基础的材料，自20世纪80年代末以来，它们在液氮即可达到的温度下就能超导。
• 谜团的核心是赝能隙：在材料转为超导的温度之上，它的一部分电子似乎会从测量结果中“消失”。
• 电噪声可以指示电子是否成对，而其他探测手段无法清晰地区分这一点。
• Ars Technica 在2026年11月8日报道了这项工作。

为什么重要

将近四十年过去，物理学家对铜氧化物为何能在相对较高的温度下超导，仍然意见不一。针对赝能隙，主要有两种解释在互相竞争：一种认为电子被困在某种有序结构中，另一种认为电子在转为超导之前就已经配对。如果有一种测量能把二者区分开，就能为理论指明方向，而这很重要，因为室温超导体将改变输电、医学成像和计算。

关键数字

近40年。 自20世纪80年代末发现铜氧化物可在廉价制冷条件下超导以来所过去的时间，至今对原因仍未达成一致。

背景

超导体可以无电阻地输送电流，但大多数只能在比绝对零度高几度的温度下工作。噪声方法利用的是电流并不完全平滑这一事实：电流由离散的载流子构成，其涨落取决于它们所携带的电荷。如果电子成对移动，涨落就会改变。我们读到的文本没有详述定量结果，因此本笔记介绍的是方法，而不是最终结论。相关报道：在超导体中，晶体的振动被逐层绘出，精度小于单个晶胞；电子以100%的保真度穿过硅锗T形结；在金属玻璃中，晶体形成时局部有序与密度涨落同时产生；一台由等离子体加速驱动的紧凑型X射线激光器完成了端到端模拟。

接下来

• 其他实验室需要在不同成分的铜氧化物中重复这项测量。
• 理论家必须让赝能隙模型与噪声所显示的结果相吻合。
• 如果这种方法可以推广，就可能应用于其他非常规超导体。

一句话总结

有时答案不在信号本身，而在伴随信号的东西里。这一次，噪声就是测量。

来源

• Ars Technica，“Physicists listened to electrical noise to crack a superconductor mystery”，2026年11月8日，报道了 Allan 和 Swart 团队发表在《科学》上的研究。依据新闻报道撰写，未阅读论文。
• 封面图片：Julien Bobroff (user:Jubobroff), Frederic Bouquet (user:Fbouquet), LPS, Orsay, F，CC BY-SA 3.0，来自 Wikimedia Commons

编辑：Rodrigo Cornejo。我们如何挑选和核实：谁在写这些笔记。