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 王德奎 发表于: 2018-12-22 16:06:12|显示全部楼层|阅读模式

[自然科学] 复杂相互作用“神”与“灵”类似物质

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复杂相互作用“神”与“灵”类似物质
编者按:当代的智能电视机收视节目众多,是与电信收视的智能机顶盒在配合使用;有两个不同的遥控板各有众多的按键,用户即使是老的高科技人员,如果不是关心此专业或有人指点,收视想看的中央电视台的节目也难。因为两个遥控板的多个按键的组合,找到正确的概率很小。由此把电视机、机顶盒和节目都看成类似“物质”,类比自然界,它们本身也如电视机、机顶盒和节目等类的生产、制造和设计,本身是规律的,并没有“神”与“灵”。而人类自身也类似收视节目的遥控板,同时有多个能触发功能的“按键”,即实践;类似由于不同的遥控板各有众多的按键不知如何搭配,或知之不多,自然现象和物质也类似“神”与“灵”的感觉,有时就如罗会仟教授写的《超导“小时代”》现象。
超导机理的研究汇集了诸多顶尖智慧的科学家,然目前为止,唯一获得重要成功的超导理论就是BCS理论。BCS理论中有关电子配对相干凝聚的思想,对凝聚态物理乃至原子分子物理、粒子物理、宇宙天文学等都有深远的影响。对于高温超导材料,目前有关理论非常之多,然获得学界公认并能彻底描述其所有奇异物性的理论尚且没有。扩大到非常规超导材料,相关的非常规超导微观机理,仍然几乎是一片混乱和未知。其根本原因在于,BCS理论其实仅考虑了电荷相互作用,或只考虑了电子-原子相互作用,而几乎忽略了电子之间的自旋相互作用和电子-电子之间的关联效应。
毫无疑问,电子是既带电荷也带自旋的,对于存在磁性有序态或强烈磁性涨落的非常规超导体而言,必须同时考虑电子之间的电荷和自旋相互作用,这对微观机理就造成的巨大的挑战。有意思的是,从实验的角度而言,目前能够测量的几乎所有超导体,其负责超导电流的载体都是库伯电子对。也就是说,电子配对成超导的思想,几乎对所有的超导体都成立。只是,电子是如何配对的?配对的对称性是什么样的?配对的“胶水”是谁或有没有?配对之后如何形成超导态的?都是需要一系列的理论和实验多方位结合才能理解的问题,也是超导机理研究的核心问题。特别是高温超导机理问题,被誉为是物理学领域“皇冠上的明珠”,因为对于强关联电子态物质的研究挑战了现有的凝聚态物理理论基石──朗道-费米液体理论。高温超导微观机理一旦建立,无疑是对物理学的一场巨大的革命,因为这意味着,人们认识自然界将不再需要从个体推广到多体,而是直接面对一群具有复杂相互作用的多体世界。
前沿的数学物理学家甚至认为,世界的本质,就是相互作用,而并非是我们所意识到的物质(如基本粒子等)本身,物质是相互作用的产物,物性是相互作用的结果。那么,这种基于相互作用为研究对象的物理,该如何理解?它又会预言什么样的新现象和新物理?都是十分令人期待的。(摘自罗会仟超导“小时代”(38):走向超导新时代》)

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