挑戰60年物理定律！「奇異金屬」顛覆電子傳導認知

科學家發現，一種被稱為「奇異金屬」的新型材料，徹底打破了60年來解釋電流傳導的費米液體理論框架。這些材料中的電子行為就像量子流體般連續流動，而非傳統認知的離散電荷載體。

我們從小學到的物理知識告訴我們，電流是電子在金屬中移動所產生的現象。每個電子攜帶固定的基本電荷量。但實際上情況更為複雜，因為電子之間會互相排斥。當單一電子移動時，會擾動周圍的電子雲。

在一般金屬中，這些擾動相對較小，電子會形成所謂的「準粒子」集體運動。雖然是集體行為，但電流仍由離散的電荷載體傳導。這種現象正是費米液體理論的核心概念，該理論60多年來一直是解釋金屬行為的標準模型。

然而，最新研究發現，許多新發現的「奇異金屬」完全不符合這個傳統模型。科學家利用「散粒雜訊」測量技術觀察到，這些材料中的電子會模糊成連續、無特徵的量子流體。這引發了一個根本問題：如果不是個別電子在傳導電流，那到底是什麼在傳導？

更令人驚訝的是，在奇異金屬YbRh2Si2的實驗中，研究人員發現完全沒有準粒子存在的證據，電流似乎是由某種「量子湯」所傳導。這種現象就像電子失去了個體特性，完全融合在一起。這種顛覆性的發現，勢必將引發物理學界的新一波研究熱潮。

這項突破性研究不僅挑戰了凝聚態物理的基礎理論，更可能為高溫超導體的研究開闢新方向。許多高溫超導體在非超導狀態下，就表現出類似奇異金屬的特性。解開這個謎題，或許能讓我們更接近室溫超導體的夢想。

該研究由美國能源部科學辦公室基礎能源科學計畫資助，並獲得美國國家科學基金會、歐洲研究委員會等多個機構支援。研究成果已發表於頂尖期刊《科學》。