事关高温超导两个核心问题，我国科学家取得关键突破！
我国科学家在高温超导领域取得关键突破。研究团队首次在镍氧化物高温超导薄膜中直接观测到无节点的超导能隙，表明其更符合s波对称性。同时，实验发现了电子-玻色子耦合的迹象，这为理解高温超导的配对机制提供了关键证据。该成果对揭示高温超导物理起源具有重要意义。
来源：科技日报
记者 罗云鹏 吴长锋
高温超导研究领域，最近又有了一个关键性的发现。5月21日，一项由薛其坤院士、中国科学技术大学何俊峰教授以及南方科技大学陈卓昱副教授共同领衔的研究成果，在《科学》杂志上正式发表。研究团队首次在镍氧化物高温超导薄膜中，直接观测到了无节点的超导能隙，并发现了电子-玻色子耦合的迹象。
这个发现之所以重要，是因为它直接触及了高温超导机理中最核心的两个谜团：“超导能隙对称性”和“超导配对机制”。它为这两个长期悬而未决的问题，提供了极为关键的实验证据，不仅对深化基础理论理解意义重大，也是未来推动超导技术走向更广泛应用的一块基石。
要理解这个突破，得先知道一个背景。在超导世界里，能隙的形态是区分不同超导体的关键“身份证”。传统的低温超导体，其能隙是完全打开的，没有能隙为零的节点，这被称为s波对称性。而大家更为熟悉的铜基高温超导体，其能隙长期被认为存在节点，属于d波对称性。这两种不同的对称性，背后可能对应着完全不同的物理起源。
“因此，能隙有没有节点，就成了判别高温超导物理起源的关键指标。”陈卓昱副教授解释道。而他们这次在RP双层镍基高温超导薄膜中得到的答案非常明确：其超导能隙没有节点，更符合s波（或s±波）对称性。这相当于为镍基超导的“身份”给出了一个清晰的初步界定。
镍基高温超导薄膜晶体结构（背景）与无节点超导能隙测量。研究团队供图
这个发现引出了一个更深层的问题：虽然都被称为“高温超导”，但镍基超导和铜基超导在电子配对的机制上，可能并非同出一源。电子究竟是如何克服彼此间的排斥力，两两结合形成“库珀对”从而实现超导的？这是破解整个谜题的另一把钥匙。
理论上看，电子配对机制大致分两类：一类是电子之间直接“牵手”，无需中间人；另一类则需要某种媒介（玻色子）在中间传递相互作用，促成配对。
研究团队在实验中捕捉到了一个关键的谱学信号——“能带扭折”，它出现在费米能级以下大约70 meV的位置。陈卓昱形容，这个信号就像是电子与某种玻色子发生耦合相互作用后留下的独特“指纹”。这个“指纹”的发现，证实了镍基高温超导中存在电子-玻色子耦合，强烈提示其电子配对很可能是由某种媒介促成的，而非直接相互作用。
目前，研究已经通过“指纹”找到了媒介存在的痕迹。接下来的方向很明确：确认这个在配对中充当“红娘”的玻色子究竟是什么。这或许就是最终阐明高温超导物理机制那最为关键的一步。
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