■陈根：铁基超导体？一个区分过去和未来式的奇异材料
文/陈根
【■陈根：铁基超导体？一个区分过去和未来式的奇异材料】我们都知道 ， 昨天发生的事情和明天将发生的事情 ， 是两个不同且非常独立的问题 。人类生活的过去和未来不是对称的 ， 因此是不可逆的 。
但物理之所以不常被人所理解 ， 就在于它颠覆了各种常识性的认知 。在物理学上 ， 基本粒子、原子和分子中自然的基本力相对于它们的时间发展是对称的：向前或向后都没有区别 ， 科学家将其称为时间反演对称性 。
简单来说 ， 宏观上 ， 无法进行＂时间反演”是因为物理规律本身对时间箭头的定义及热力学第二定律决定的 ， 而宏观上的时间平移对称性即能量守恒定律 ， 没有时间的分立对称性（空间的分立对称性即对应所谓左右手等价） 。
微观上 ， 微观因果律由物理可观测量算符的对易关系决定 ， 单个粒子的”时间反演＂对应其反粒子 ， 时间平移对称性还是对应能量守恒定律 ， 时间分立对称性对应粒子的T宇称 。
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几十年来 ， 在所有超导体中都发现了这种反演对称性 。超导体是可以在低温下传导电流而不会耗散能量的材料 。它们的主要应用之一是有效产生强磁场 ， 例如在磁共振成像（MRI）诊断中 。所有已知的超导材料中大约有99％是时间反演对称的 。
然而 ， 多年来 ， 物理学家已经发现了可以克服时间逆向对称性的新型超导体 。为了解释这些发现 ， 人们已经对已有75多年的历史的超导的基本机制 ， 进行了相当大的修改 。只有这些新颖的超导体才能自发产生恒定的内部磁场 。这可以导致新的应用 ， 例如在量子计算设备中 。
最近 ， 德国德累斯顿工业大学（英语：Dresden University of Technology）的物理学家在一类铁基超导体中发现了自发的静态磁场 ， 这些磁场具有时间反演对称性 。这种非凡的特性需要新的理论模型 ， 并且可能在量子计算中变得重要 。该最新研究结果发表在最近的科学杂志《自然物理学》上 。
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这是一场材料领域的新发现 ， 这甚至打破了原来对超导体的认知 ， 随着研究的深入 ， 这一类铁基超导体将拥有更广阔的应用前景 ， 科研的加持带动了材料领域的发展 ， 也将推动科技的繁荣 。
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