突破高溫超導體30年未解之謎 中山大學研究登《Science》

超導體材料在極低溫度下可實現零電阻、完全抗磁性，科學界過去致力於提高其臨界溫度，但卻苦無機制能正確計算。而由中山大學物理系助理教授鍾佳民等學者共組的跨國研究團隊，以強關聯系統的數值方法，提出可靠的計算理論，使科學家有能力精確了解其低溫性質。

鍾佳民表示，相較於傳統超導體，高溫超導體在較高的溫度（約零下200攝氏度）即可產生零電阻等特性，自1986年被發現以來，物理學家一直致力於提高其臨界溫度，以各種方式計算其低能量態理論機制，希望能在室溫下實現超導狀態，卻因量子擾動強烈、低溫時低能量態互相競爭等因素，始終無法得出正確的理論模型。

為此，鍾佳民與美國、德國等學者共組的研究團隊，採用強關聯系統的數值方法，計算高溫超導模型的低溫態，提出確切的理論機制，在凝態物理界廣泛研究的重要難題上前進了關鍵的一大步。鍾佳民說，強關聯系統的數值方法還可應用在高能物理、量子化學系統或生物系統上，為研究領域開闢創新途徑，對於理論物理的發展意義非凡。

鍾佳民強調，「科學家終於有能力精確了解超導模型的低溫性質」，並得以進一步洞悉高溫超導的理論機制，理論模型計算得到的結果若與實驗上的觀察相符，將有助於後續高溫超導的應用；未來在研究設計上，也可使用結合量子電腦和古典電腦的混合計算，提供理論物理參考基礎，幫助複雜系統研究，如核磁共振等高溫超導等。

此研究結果獲登世界權威期刊《科學（Science）》，跨國研究團隊成員包括美國研究機構Flatiron Institute教授Shiwei Zhang、加利福尼亞大學爾灣分校教授Steven White、德國慕尼黑大學（Ludwig-Maximilians-Universität）教授Ulrich Schollwöck等人。◇