之所以取名“奇怪金屬”（Strange Metals），不僅在於這些材料表現出了和傳統金屬不同的導電性能，更令人驚訝的是它們和黑洞有共同之處。一項新研究有了更深入的發現，這些奇怪金屬可以有一種新​​的物質狀態。

有別於傳統金屬，奇怪金屬的電阻和溫度有直接關聯。目前人類所觀察到的是，奇怪金屬中的電子以量子力學定律所允許的速度失去能量。但這並不是該物質的全貌，它們的導電性還與物理學的兩個基本常數有關–普朗克常數（定義了光子能攜帶多少能量）以及玻爾茲曼常數（將氣體中粒子的動能與氣體的溫度聯繫起來）。

雖然這些特性很早就已經被觀察到，但是科學家很難準確的對奇怪金屬進行建模。因此，來自來自Flatiron 研究所和康奈爾大學的研究團隊決定解決建模問題。

在建模過程中，團隊發現奇怪金屬實際上代表了一種新的物質狀態。原來它們存在於兩種已知的物質相之間–莫特絕緣自旋玻璃和費米液體，研究人員能夠更詳細地描述它們的特性。

該研究的作者Eun-Ah Kim 表示：“這種量子自旋液體狀態不是那麼鎖定，但也不是完全自由的。它是一種遲鈍的、湯狀的、泥漿狀的狀態。它是金屬性的，但又是勉強的金屬性，它把混沌程度推到了量子力學的極限。”

但奇怪的金屬最奇怪、最引人注目的地方可能是它們與黑洞有一些共同的特性。這些宇宙奇物的特性也完全與溫度和普朗克常數和玻爾茲曼常數有關，包括它們與其他黑洞合併後”ring”的時間。

通常情況下，奇異金屬中電子的物理學原理太過複雜，無法進行精確計算。其中涉及到大量的粒子，而且由於電子往往會形成量子糾纏，所以不能將它們作為獨立的物體來對待。

該團隊使用兩種不同的方法克服了這些障礙。首先，他們使用量子嵌入方法，只對少數原子進行複雜的計算，然後對系統的其他部分進行泛化。其次，他們使用了一種量子蒙特卡洛算法，該算法使用重複隨機抽樣來執行計算。這種組合一起幫助該團隊更好地了解了奇怪金屬。

該團隊表示，他們對奇怪金屬的新模型可以幫助物理學家理解超導體如何在更高的溫度下工作。

該研究發表在《美國國家科學院院刊》雜誌上。

來源：西蒙斯基金會