30多年来，高温超导体一直是一个科学之谜。它们的电阻随温度线性增加，这特别令人费解，并引出了数百种理论。

在国家强磁场实验室(MagLab)进行的研究发现，一种叫做铜酸盐(氧化铜)的超导材料的电阻在外加磁场中也是线性的，高达100特斯拉。

物理学助理教授布拉德拉姆肖(Brad Ramshaw)说：“这一发现揭示了‘尺度不变性’现象的新亮点，它被认为是高温超导和现代物理学中许多其他强相关电子问题的核心。这项研究的合著者。尺度不变性是指没有内能尺度和“背景”能量的物质。唯一决定其测量性能的能量标度是应用能量标度，例如加热金属时的热能。

这项名为“杯状超导体中的尺度不变磁阻”的研究发表在《科学》杂志上。资深作者是MagLab的物理学家Arkady Shekhter拉姆肖在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室开发了一种在100特斯拉磁铁中进行电学测量的实验技术。

国际科学家团队发现，铜酸盐的电流不同于传统金属(如铜)的电流。这项研究为他们的绰号增加了新的含义：“奇怪的金属”。

铜盐是高温超导体，可以在比传统低温超导体更高的温度下超导。虽然科学家了解低温超导体的物理性质，但电子如何通过高温超导体仍然是这个领域最大的谜团。

在对镧锶铜氧化物(LSCO)的研究中，该团队专注于其正常金属状态。当温度降到足够低的水平时，超导性最终会出现。在洛斯阿拉莫斯的MagLab脉冲场设施中，研究人员将LSCO置于一个非常高的磁场中，向其施加电流，然后测量电阻。

由此获得的数据表明，事实上，电流不能通过传统的准粒子(携带电流的电子)传播，就像在铜或掺杂硅中一样。看来铜酸盐的正常金属状态是正常的。

一段时间以来，科学家们知道了LSCO的一个有趣的行为：在其正常导电状态下，其电阻率随温度线性变化。换句话说，随着温度的升高，它对电流的电阻成比例地增加。传统金属并非如此。

该团队使用磁场代替温度作为参数来测试LSCO电阻率。他们将这种材料放入一个非常强大的磁铁中，在高达80特斯拉的磁场中测量电阻率。相比之下，医院里的核磁共振磁体产生的磁场约为3特斯拉。

他们发现了线性电阻率的另一种情况：随着磁场强度的增加，LSCO的电阻率成比例地增加。

Shekhter说，线性场电阻率如此优雅地反映铜酸盐线的已知温度电阻率是非常重要的。他说：“通常当你看到这样的东西时，这意味着它背后有一个非常简单的原则。

这一发现表明，当电子在物质中移动时，它们似乎是合作的。一段时间以来，物理学家一直认为高温超导材料在超导相中表现出这种“相关的电子行为”，尽管确切的机制还没有弄清楚。

然而，这一新的证据表明，正常导电状态下的LSCO除了独立的准粒子之外，还可能使用其他物质来传输电流——尽管它也不是超导的。科学家不确定那些“东西”是什么。谢克特说，找到答案可能需要一种全新的方式来解决这个问题。

这项新的研究提出了许多问题和一些有吸引力的想法，包括控制铜酸盐电阻率的根本不同方法的想法。Shekhter解释说，在传统金属中，电阻率可以通过多种方式控制。想象一组刻度盘，任何一个都可以调整这个属性。

但是在杯子里，谢克特说：“只有一个刻度盘可以调节电阻率。温度和磁场都以各自的方式进入表盘。”

真的很奇怪。但是从奇怪的金属中，人们可以期待的更少。

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