四十年來，”奇異金屬”一直困惑著量子物理學家，因為它們不遵守傳統的電學規則。由美國弗拉提龍研究所（Flatiron Institute）的阿維什卡爾-帕特爾（Aavishkar Patel）領導的最新研究發現了一種機制，它揭示了奇異金屬的奇特行為，而奇異金屬是凝聚態物理學中最大的公開挑戰之一。近

一種新理論解釋了奇異金屬的不尋常行為，奇異金屬被認為是凝聚態物理學中最大的挑戰之一。該理論基於奇異金屬的兩個特性。首先，它們的電子可以在量子力學上相互糾纏，束縛了它們的命運，而且即使相隔很遠，它們仍然會糾纏在一起。其次，奇異金屬的原子排列不均勻。資料來源：露西-雷丁-伊坎達/西蒙斯基金會

由紐約市Flatiron研究所計算量子物理中心的阿維什卡爾-帕特爾領導的最新研究終於揭示了一種機制，可以解釋奇異金屬的特性。

在8 月18 日出版的《科學》（Science）雜誌上，帕特爾和他的同事們介紹了他們關於奇怪金屬為何如此奇怪的通用理論–這是凝聚態物理學中最大的未決問題之一的解決方案。許多量子材料中都存在奇怪的金屬表面，包括一些經過微小改變就能成為超導體（在足夠低的溫度下電子流動阻力為零的材料）的材料。這種關係表明，了解奇異金屬有助於研究人員發現新型超導現象。

這個簡單得令人驚訝的新理論解釋了奇異金屬的許多奇特之處，例如為什麼電阻率的變化與溫度成正比–電阻率是衡量電子作為電流在材料中流動的容易程度的指標，即使在極低的溫度下也是如此。這種關係意味著，在相同溫度下，奇異金屬比普通金屬（如金或銅）對電子流動的阻力更大。

信息圖解釋了一種新理論，該理論解釋了被稱為奇異金屬的量子材料的奇特性質。資料來源：Lucy Reading-Ikkanda/Simons 基金會

新理論基於奇異金屬兩種特性的結合。首先，它們的電子可以彼此量子力學地糾纏在一起，束縛了它們的命運，而且即使相隔很遠，它們也會保持糾纏狀態。其次，奇異金屬的原子排列不均勻，呈拼湊狀。

這兩種特性都不能單獨解釋奇異金屬的奇特之處，但綜合起來，”一切都水到渠成了”，在中央研究院擔任Flatiron 研究員的帕特爾說。奇異金屬原子佈局的不規則性意味著電子糾纏的變化取決於糾纏發生在材料的哪個位置。當電子在材料中移動並相互影響時，這種變化增加了電子動量的隨機性。電子不是一起流動，而是在各個方向相互碰撞，從而產生電阻。由於電子碰撞的頻率越高，材料的溫度就越高，電阻也會隨之升高。

帕特爾說：”這種糾纏和不均勻性的相互作用是一種新的效應；以前從未考慮過任何材料會產生這種效應。回想起來，這是一件極其簡單的事情。長期以來，人們把奇異金屬的整個故事說得過於復雜，這是不對的。”

帕特爾說，更好地理解奇異金屬可以幫助物理學家為量子計算機等應用開發和微調新型超導體。他說：”在有些情況下，有些東西想要超導，但又做不到，因為超導性被另一種競爭態阻擋了。那麼我們可以問，這些非均勻性的存在是否會破壞超導性與之競爭的其他狀態，並為超導性留出道路？”

現在，奇異金屬已經不那麼奇異了，這個名字似乎也不那麼貼切了。帕特爾說：”在這一點上，我更願意稱它們為不尋常金屬，而不是奇異金屬。”