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港大联同外国名学府 解开“怪金属”之谜

2020-10-19 04:23:33大公报
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  【大公报讯】物理学中,不能通过“费米液体理论”解释的金属被称为“怪金属”,而“怪金属”疑团在历经大半个世纪之后,被成员包括港大物理学系教授的国际研究团队初步解开。该研究获得香港特区研资局、科技部重点研发计劃等机构资助,研究结果已於国际权威学术期刊《量子材料》(Npj Quantum Materials)发表。

  港大表示,“费米液体理论”成功描述了金、银、铜、铁等简单金属在低温下的行为。例如当温度改变时,金属的电阻、比热容量等等性质均与温度呈代数关係,例如电阻和温度呈平方正比关係,而热容量和温度则呈正比关係等。但20世纪后下半叶发现的许多“怪金属”均超出该理论,被科学界称为“非费米液体”。对於“非费米液体”的研究理论已存在多年,但由於相关问题误差无法估计,不能获得确定的结果。

  由港大物理学系副教授孟子杨、美国明尼苏达大学Avraham KLEIN博士与Andrey CHUBUKOV教授、美国密歇根大学孙锴副教授、加州大学圣地亚哥分校许霄琰博士组成的国际研究团队,在设计出“铁磁量子金属”模型并运用大规模量子蒙特卡洛模拟的计算方法后,意识到在之前的数值计算中未能明确地看到“非费米液体”的特点,是因为未扣除在计算中所引入的温度涨落,令计算结果造成误差。

  最终,研究团队推算出相关应被扣除的因素,对算式的影响程度,并在扣除该因素后分析出“非费米液体”的金属属性。

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