中山大學破解高溫超導理論模型 研究登國際期刊

国立中山大学物理系助理教授钟佳民与跨国研究团队,以数值方法模拟计算高温超导体理论模型,成功破解过去30年全球科学家无解的高温超导体理论模型,研究结果登国际期刊「科学」。

中山大学今天发布新闻稿表示,钟佳民与美、德等学术机构合组跨国研究团队,精准模拟预测实验结果,成功使过去30年来,全球科学家无解的高温超导体理论模型得到确定答案,获登世界权威期刊「科学」(Science)。

钟佳民表示,超导体是电阻为零的导体,在极低温下才会产生此种特性,而高温超导体则是在相较传统超导体温度较高、约摄氏零下200度左右时可存在。

钟佳民说,高温超导自1986年被发现以来,能否实现室温下的超导一直是物理学家追求的目标。数10年来,科学家以各种方式计算高温超导低能量态理论机制,却因系统关联性与量子扰动强烈、低温时低能量态互相竞争等偏差而仍无法参透。

研究团队表示,研究采用强关联系统的数值方法,计算高温超导模型的低温态,突破以往限制,提出确切答案,并解释其理论机制,使得在凝态物理界广泛研究的重要难题上前进了关键的一大步。

钟佳民指出,强关联系统的数值方法除凝态系统外,还可应用在高能物理、量子化学系统或生物系统上,为研究领域开辟创新途径,对于理论物理的推进发展意义非凡。

钟佳民解释,此模型建构研究的重要性在于,科学家终于有能力精确了解超导模型的低温性质,得以进一步洞悉高温超导的理论机制;理论模型计算得到的结果与实验上的观察相符,有助于后续高温超导的应用。

钟佳民表示,古典电脑与量子电脑演算法扮演着相辅相成的角色,可互相修正进步;在未来研究设计上,可使用结合量子电脑和古典电脑的混合计算,在相当程度上帮助复杂系统研究,如核磁共振等高温超导,以及量子电脑计算与机器学习等数值建构模型等,提供理论物理参考基础。