历时13年，潘建伟团队抵达量子模拟无人区

北京时间2024年7月10日晚上11点，《自然》杂志报告了一项期待已久的成就：来自中国科学技术大学的研究人员，在一个冷原子量子模拟器中，构建了一个由80万个光晶格点组成的三维费米子哈伯德模型，并实现了反铁磁相变[1]。 以高温超导体为代表的强关联量子体系研究，对于深入理解超导机制和探索新的量子态和现象有重要意义，又因高温超导展现出的在能源传输和存储领域的巨大应用潜力而备受关注。

室温超导来了？乌龙还是第四次工业革命？为什么“不明超导体”层出不穷？

光增强下的“瞬息室温超导” 图源：马克斯普朗克研究所 责编 | 李珊珊 这一轮的“室温超导”热已经持续一周多了。 7月22日，韩国研究团队在预印本平台arXiv上连发两文，宣称合成了全球首个室温常压超导体LK-99，临界温度为127°C。 这意味着，这种材料几乎可以在人类适宜的温度压强下完美实现超导——对这条新闻，有人称之为人类再次点亮了“科技树“；有人评价，这是坩埚中炼出了第四次科技革命；也有人开玩笑：如果这事儿是真的，他们人太多，诺贝尔奖没法分呀。

物理4 细野秀雄、朱经武、吴茂昆：超导领域三学者获得2021年诺贝尔物理奖

2021年诺贝尔物理学奖得主： 细野秀雄（Hideo Hosono）、朱经武、吴茂昆（从左往右） 日本东京工业大学教授细野秀雄（Hideo Hosono）【美国休斯敦大学教授朱经武、原台湾清华大学教授吴茂昆】由于铁基超导而荣获了本年度的诺贝尔物理奖。 磁性元素铁不利于超导，这是长久以来传统认知。而细野秀雄团队于2008年发现第一个以铁为超导主体的化合物LaFeOP，打破了这一迷思，加速了高温超导机理的解决进程，扩展了超导体的应用范围，更拓宽了超导研究的边界。

物理1 十仓好纪、拉玛莫西·拉姆什：2021年诺贝尔物理学奖，日本的第12个物理诺奖

十仓好纪和拉玛莫西·拉姆什（从左至右） 十仓好纪（Yoshinori Tokura）是东京大学教授，日本理化所（RIKEN）新兴物质科学中心（Center for Emergent Matter Science，CEMS）主任。他发现了强关联电子体系中新颖的磁电性质，包括发现电子掺杂的高温超导体。他还研究莫特临界和巨磁阻，以及在多铁磁中巨磁电效应做出了实验发现。

降维解谜：高温超导新研究或摸到“象鼻子”

高温超导体发现之后，科学家们很快就进一步发现了它们整个家族具有相似晶体结构的铜氧化物都可以在较高的温度超导[2]。这些化合物都具有一个二维的铜氧面，它正是这些材料里超导电流运动的通道，而准二维的铜氧面以外，是给铜氧面提供带电载荷（载流子）的电荷库（见图一）。 很快物理学家就了解到，铜氧面里的电子之间具有很强的相互作用，这与常规的金属合金超导体非常不同（在常规超导体中，电子之间相互作用很弱，基本可以看成是各自相对独立的）。铜氧面从一开始就是绝缘的，跟一般的金属材料也非常不同。

高温超导体理论模型缺一环？这次也许找到了

高温超导微观机理的探索仍在 “盲人摸象” 的阶段。这次，科学家们也许摸到了象鼻子。 责编 | 陈晓雪 在凝聚态物理学界，高温超导机理被誉为 “皇冠上的明珠”。 过去几十年，物理学界倾向于从一个叫做哈伯德模型（Hubbard model）的量子理论框架出发，来解释高温超导体的工作原理和产生机制，哈伯德模型成功解释了大量高温超导体中的物理现象，但一个悬而未决的问题是，哈伯德模型在现阶段仍然无法完整解释高温超导电性本身的微观过程。

一个迷恋对称的科学家

西湖大学理学院教授吴从军 对称，是现代物理学一个非常重要的主题。在西湖大学学者吴从军身上，我们看到他追求数学优美性与物理世界真实性之间的统一，也看到除物理之外，他与对称性的更多趣事。 作为理论物理学家，吴从军会本能地对不够对称的公式皱起眉头，也会赞美古诗词的工整对仗；会在谈论凝聚态物理时，将量子物态中电子与电子之间的组织原理看作成复杂而微妙的人类社会关系；会用鱼群、鸟群类比超导体中电子的集体运动，用沙滩上的脚印来解释晶体中的滑移镜面对称性…… 这是一个本能地在寻找平衡与对称之美的人，一个迷恋对称...

2020年度物理学十大新闻：从太阳中微子到室温超导体

最近，《物理世界》（Physics World）网站评选出年度十大科研突破。 入选主要符合以下标准： 在知识或科学理解方面取得重大进步；对科学进步及实际应用有重要影响；读者感兴趣的程度。 以下是2020年《物理世界》十大科研突破入选名单，排名不分先后。 麻省理工学院于浩村（Haocun Yu）和李·迈克库勒（Lee McCuller）以及LIGO（激光干涉引力波天文组织）科学合作团队的成员证明了量子尺度相关性可以在重达数十千克的宏观物体上留下痕迹。

层展论的旗手菲利普•安德森（1923-2020）

菲利普•安德森 (1923-2020) 责编 | 李珊珊 发生安德森局域化的电子量子态示意图。图源：Wikipedia A. 安德森局域化 安德森还提出BCS超导理论的赝自旋表示。他还发现在BCS超导体中，非磁性的杂质在一定程度上不影响超导性。他与P. Morel提出液氦3的超流理论，其中原子结对形成的库珀对的轨道角动量不为0（传统超导体中，库珀对的轨道角动量为0）。 安德森还和合作者用中子星内部超流的钉扎效应解释脉冲星的星震现象。

2019诺奖-物理：2019年诺贝尔物理学奖，日本的第12个物理诺奖

十仓吉纪（Yoshinori Tokura）是东京大学教授，理光市新兴物质科学中心（CEMS）主任。他发现了强相关电子系统中新颖的磁电子性质，包括发现电子掺杂的高温超导体。他还研究莫特临界，轨道物理学和巨大的磁阻，以及在多铁磁中巨大磁电效应做出了实验发现。 2019年诺贝尔物理学奖获得者：十仓好纪（Yoshinori Tokura） 他在1954年3月1日出生于日本兵库县西胁市（Nishiwaki）。他1978年获得应用物理学本科，1978年获得硕士，1981年获得博士学位，均是在在东京大学。