第(1/3)頁(yè) “另一個(gè)思路” 聽到徐云說出的這番話。 臺(tái)下的周光召、薛其坤等人臉色并沒有多少變化，只是浮現(xiàn)出了些許的若有所思。 正如徐云所說。 就像提及小牛必然要提到萬有引力一樣，在涉及到超導(dǎo)概念的時(shí)候，就必然要提到bcs理論。 在原本歷史中。 自從1911年昂內(nèi)斯首次發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)現(xiàn)象之后，人們一直認(rèn)為除了電阻為零之外，超導(dǎo)材料與普通材料具有相同的特性。 然而1933年關(guān)于超導(dǎo)體具有完全抗磁性的發(fā)現(xiàn)打破了這一觀念，超導(dǎo)體的完全抗磁性也被稱之為邁斯納效應(yīng)。 到了1935年的時(shí)候。 倫敦兄弟發(fā)展出倫敦方程，將通過超導(dǎo)體的電流與其內(nèi)部和周圍的電磁場(chǎng)聯(lián)系起來，從而構(gòu)建了一個(gè)關(guān)于超導(dǎo)體電磁特性的唯象理論。 這一理論預(yù)言了電磁穿透深度的存在，并于1939年被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。 接著1950年的時(shí)候物理學(xué)家又發(fā)現(xiàn)，具有較低原子量的汞同位素，在轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體時(shí)的溫度會(huì)略高一些， 這表明關(guān)于超導(dǎo)性的理論必須考慮到晶體中的自由電子會(huì)受到晶格振動(dòng)的影響，這個(gè)現(xiàn)象被稱為超導(dǎo)的“同位素效應(yīng)”。 又雙叒叕過了三年。 通過對(duì)超導(dǎo)體導(dǎo)熱性的分析，物理學(xué)家認(rèn)識(shí)到，超導(dǎo)體中自由電子的能量分布并不均勻，而是具有能隙。 然而，所有這些理論都只是用來說明觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象之間的相互關(guān)系，并沒有從物理學(xué)基本定律出發(fā)對(duì)這些現(xiàn)象作出解釋。 在昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象之后近50年的時(shí)間里，理論物理學(xué)家一直沒有發(fā)展出超導(dǎo)的基本理論。 直到 1957年。 在這一年，美國(guó)物理學(xué)家巴丁、庫(kù)珀和施里弗三人提出了赫赫有名的bcs理論。 當(dāng)時(shí)施里弗和巴丁、庫(kù)珀發(fā)現(xiàn)，超導(dǎo)體中的電子會(huì)結(jié)合成庫(kù)珀對(duì)，所有電子庫(kù)珀對(duì)的運(yùn)動(dòng)是相互關(guān)聯(lián)的，并由于聲子-電子相互作用而形成一個(gè)整體。 于是他們開始思考如何同時(shí)描述所有庫(kù)珀對(duì)的行為，而不是單獨(dú)描述每一個(gè)庫(kù)珀對(duì)。 這些電子對(duì)不受其他電子和晶格的影響，這使得它們可以不受阻礙地運(yùn)動(dòng)。 最終在這一年初，巴丁與他的學(xué)生庫(kù)珀和施里弗將這些因素組合起來，以《超導(dǎo)的微觀理論》為題發(fā)表了一篇簡(jiǎn)短的論文。 在同年12月的文章《超導(dǎo)理論》中他們證明了超導(dǎo)相變是二級(jí)相變，他們的理論可以解釋同位素效應(yīng)和邁斯納效應(yīng)，以及為什么超導(dǎo)態(tài)只能發(fā)生在絕對(duì)零度附近： 在大量的熱擾動(dòng)下，脆弱的庫(kù)珀對(duì)會(huì)斷裂。 此外，他們還給出了關(guān)于比熱和電磁穿透深度的理論計(jì)算。 于是乎。 超導(dǎo)的bcs理論就構(gòu)建起來了。 bcs理論的建立，是物理學(xué)史上第一次從微觀角度全面綜合地解釋了超導(dǎo)現(xiàn)象，在理論和實(shí)驗(yàn)上是無可挑剔的。 1972年，巴丁、庫(kù)珀與施里弗三人因?yàn)樘岢鯾cs理論獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 但就像牛頓力學(xué)配套經(jīng)典物理、但在微觀領(lǐng)域卻有些乏力一樣，bcs理論很快也遇到了一個(gè)瓶頸： 這個(gè)理論能夠完美的解釋低溫超導(dǎo)，但在涉及到高溫超導(dǎo)之后卻存在很多無法解釋的情況。 因此物理學(xué)界也提出過很多候選機(jī)理，目前比較有熱度的分別是rvb（共振價(jià)鍵）理論、t-j模型和自旋漲落模型。 這些理論各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，都有待實(shí)驗(yàn)證據(jù)檢驗(yàn)。 “rvb理論認(rèn)為銅氧高溫超導(dǎo)體中的電子在銅氧面上形成了共振價(jià)鍵，為強(qiáng)烈的量子糾纏，而非庫(kù)珀對(duì)，這種價(jià)鍵可以跨越不同的銅氧面從而導(dǎo)致超導(dǎo)性。” 隨后徐云將ppt翻到了下一頁(yè)，對(duì)現(xiàn)有的幾種理論進(jìn)行起了銳評(píng)： “rvb理論能夠解釋高溫超導(dǎo)的一些強(qiáng)關(guān)聯(lián)效應(yīng)，如贗能隙和反鐵磁序，但它的弊端在于沒有給出具體的電子配對(duì)機(jī)制和對(duì)稱性，也沒有給出可測(cè)量的預(yù)言。” “更早一些的 t-j模型認(rèn)為電子在銅氧面上通過交換自旋為1/2的激子形成庫(kù)珀對(duì)，可以解釋高溫超導(dǎo)的 d波對(duì)稱性和電荷自旋分離，但同樣沒有給出具體的配對(duì)機(jī)制。” “旋漲落模型則認(rèn)為電子通過交換自旋漲落而形成庫(kù)珀對(duì)，在這個(gè)框架里，自旋漲落是一種由反鐵磁序和電荷密度波耦合而產(chǎn)生的準(zhǔn)粒子。” “自旋漲落模型也能夠解釋高溫超導(dǎo)體中的 d波對(duì)稱性和強(qiáng)關(guān)聯(lián)效應(yīng)，但遺憾的是，它依然沒有給出具體的配對(duì)機(jī)制。” “徐云同學(xué)。” 在徐云說完這番話后，薛其坤院士舉手打斷了他： “聽你這說法你這次采用的思路，似乎并不是主流中的一種？” “沒錯(cuò)。” 徐云點(diǎn)了點(diǎn)頭，肯定了薛其坤的判斷： “我這次用于描述機(jī)理的理論此前并未有人提出過，我將它稱之為.陳-徐磁矢勢(shì)正則理論。” 這一次。 包括一直沒有出聲的楊老在內(nèi)，臺(tái)下的人頓時(shí)齊齊一愣。 陳-徐磁矢勢(shì)正則理論。 簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的幾個(gè)字，包含的信息量似乎有點(diǎn)大啊. 譬如磁矢勢(shì)。 相對(duì)于電流電荷，磁矢勢(shì)這個(gè)物理量的知名度可能要低一點(diǎn)兒。 實(shí)際上它是一個(gè)旋性矢量，和磁場(chǎng)有關(guān)： 已知在穩(wěn)定磁場(chǎng)中矢量b的散度為零，根據(jù)重要失量恒等式任何矢量場(chǎng)的旋度的散度恒為零，因此b可表示為b=▽xa，矢量場(chǎng)a成為矢量磁位，因此得到電流分布的a，對(duì)a做微分運(yùn)算就可以得到b。 對(duì)▽x▽xa=μj化簡(jiǎn)可得▽^2a=-μj，即矢量泊松方程，在直角坐標(biāo)系下等價(jià)為三個(gè)標(biāo)量泊松方程。 非常簡(jiǎn)單，也非常好理解。 這玩意兒和高溫超導(dǎo)之前也存在一定關(guān)系，因?yàn)樵陔姶艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電子總是伴隨著帶一個(gè)相位，這個(gè)相位其實(shí)就是磁矢勢(shì)。 “.” 隨后坐在薛其坤身邊的王老想了想，對(duì)徐云問道： “小徐，你繼續(xù)吧，詳細(xì)解釋一下伱的這個(gè)理論。” 徐云見狀再次點(diǎn)了點(diǎn)頭，這次沒有再用ppt了，而是拿起粉筆在一旁的黑板上寫起了板書： “某種意義上來說，超導(dǎo)就像擊鼓傳花，電子就像小朋友，小朋友坐在自己的位置上沒動(dòng)，所以不會(huì)互相碰撞產(chǎn)生電阻，而他們手上傳的花就是那個(gè)無質(zhì)量的相位。” “因此從這個(gè)思路切入，可以在緊束縛模型下寫出一個(gè)規(guī)范不變的哈密頓量，也就是uhu=∑ijtijcieiaijcj+h其中aij=θiθj。” “電子向左和向右跳，會(huì)附帶一個(gè)正負(fù)的相位，這就是超導(dǎo)電流的主要來源，如果計(jì)算局域電子數(shù) ni=cici隨時(shí)間的變化，也就是海森堡方程，以及連續(xù)性方程nt+jx=0，很容易得到流算符.” 第(1/3)頁(yè)