2008年上半年的铁基高温超导材料发现浪潮相信给许多人留下了深刻印象。在寻找更新、更好的铁基超导材料实验进行得如火如荼之时，理论学者们也没有闲着。美国两所高校的科学家联合进行的最新研究，提出了一项新理论，来解释铁基高温超导现象中一些复杂的电、磁特性。相关论文即将发表在《物理评论快报》（PRL）上。

 

1986年首次发现的高温超导现象是凝聚态物理中的一大未解之谜。2006年，有物理学家曾发现过一种铁基超导材料，但它的临界温度只有几开尔文。在2008年2月，一组日本物理学家首先发现了另一种临界温度高于20K的铁基超导材料，随后的3月4月，中国多个研究小组不断在新组合的铁基化合物中发现了高温超导现象，获得材料的临界温度也是越来越高，甚至超过了50K。而在这一浪潮之前，高温超导现象只“可怜”地存在于一类铜氧化物——铜酸盐中。

 

美国莱斯大学的理论物理学家斯其苗（Qimiao Si，CUSPEA'86）表示，“铁基超导为量子凝聚态领域带来了巨大的刺激和振奋。20多年来，我们的认识仅限于铜氧化物，因此，新的材料被寄予厚望能帮助我们理解高温超导性的深层机制。”

 

斯其苗和美国罗格斯大学的理论学家Elihu Abrahams提出的新理论能够解释铜酸盐和铁基超导材料的一些相似处和不同点。这两类材料中的原子排列都能够创造出一种“强关联电子系统”，其中电子以协调的方式相互作用，并且具有全体的行为。

 

斯其苗和Abrahams提出，铁基超导材料表现出一种“磁阻挫”（magnetic frustration）特性，特殊的原子排列抑制了铁原子通过相互作用自发地磁有序化。这种阻挫效应提高了磁量子涨落，这或许就是导致高温超导的幕后原因。

 

Abrahams表示，“这一切如何精确发生是强关联电子系统中最具挑战性的问题之一。不过即使我们不知道其中的精确机制，我们仍然能够作出一些一般性的、关于铁基超导材料的预测，同时，我们已经提出了许多实验，来检验这些预测。”据悉，这些实验中包括一些特殊形式的电子光谱和自旋态。（科学网 任霄鹏/编译）

 

（《物理评论快报》（PRL），arXiv:0804.2480v2，Qimiao Si, Elihu Abrahams）