你聽說過庫珀對嗎? 在普通的導電材料中,電流的流動是因為有電子可以自由地穿過整個材料。在某些材料中,推動自己穿過導體的個別電子可能會變得有組織,形成一種同步的舞蹈,無阻力地流動。這種材料變成了超導體,電子以對的形式結合在一起。這些被稱為庫珀對。 庫珀對的行為與普通電子完全不同。電子具有很高的完整性,喜歡保持距離——如果兩個電子具有相同的性質,它們不能在同一個地方。我們可以在原子中看到這一點,例如,電子將自己劃分為不同的能量層,稱為殼層。然而,當超導體中的電子以對的形式結合時,它們會失去一部分個性;雖然兩個獨立的電子總是不同,但兩個庫珀對可以完全相同。這意味著超導體中的庫珀對可以被描述為一個單一的單元,一個量子力學系統。在量子力學的語言中,它們被描述為一個單一的波函數。這個波函數描述了在給定狀態和給定性質下觀察系統的概率。 這個波函數的性質在2025年物理學獎得主的實驗中扮演了重要角色。 2025年諾貝爾物理學獎頒發給約翰·克拉克、米歇爾·H·德沃雷特和約翰·M·馬丁尼斯,以表彰他們“在電路中發現宏觀量子力學隧穿和能量量子化。”