筑波大学研究员提出基于贝里连接的超导新理论模型

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筑波大学量子凝聚态物理部的一位科学家提出了一个新的超导理论。基于对"贝里连接"的计算，该模型有助于比目前的理论更好地解释新的实验结果。这项工作可能允许未来的电网在没有损失的情况下发送能量。

超导体是迷人的材料，在环境条件下可能看起来不起眼，但当冷却到非常低的温度时，允许电流以零阻力流动。超导有几个明显的应用，如无损耗的能量传输，但对这一过程背后的物理学仍然没有清楚的了解。关于从正常到超导过渡的既定思维方式被称为巴丁-库珀-施里弗（BCS）理论。在这个模型中，只要热激发保持得足够小，粒子就能形成 "库珀对"，它们在一起移动并抵制散射。然而，BCS模型并不能充分解释所有类型的超导体，这限制了我们创造出在室温下工作的更强大的超导材料的能力。

现在，筑波大学的一位科学家小泉裕康提出了一个新的超导模型，更好地揭示了物理原理。这个新理论没有关注带电粒子的配对，而是使用了称为 "贝里连接"的数学工具。这个数值计算出了电子行进的空间扭曲。在标准BCS理论中，超导性的起源是电子配对。在这个理论中，超电流被确定为成对电子的无耗散流动，而单个电子仍然经历阻力。

作为一个例子，当两个超导体层被一个由普通金属或绝缘体制成的薄壁垒隔开时，就会形成约瑟夫森结。虽然这被广泛用于高精度磁场探测器和量子计算机，但约瑟夫森结也不完全适合BCS理论。小泉教授说："在新的理论中，电子配对的作用是稳定贝里连接，而不是本身就是超导的原因，而超电流是由于贝里连接引起的电子行进空间的扭曲而产生的单电子和配对电子的流动。因此，这项研究可能会带来量子计算以及能源保护方面的进步。"

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