四十年来，"奇异金属"一直困惑着量子物理学家，因为它们不遵守传统的电学规则。由美国弗拉提龙研究所（Flatiron Institute）的阿维什卡尔-帕特尔（Aavishkar Patel）领导的最新研究发现了一种机制，它揭示了奇异金属的奇特行为，而奇异金属是凝聚态物理学中最大的公开挑战之一。近

一种新理论解释了奇异金属的不寻常行为，奇异金属被认为是凝聚态物理学中最大的挑战之一。该理论基于奇异金属的两个特性。首先，它们的电子可以在量子力学上相互纠缠，束缚了它们的命运，而且即使相隔很远，它们仍然会纠缠在一起。其次，奇异金属的原子排列不均匀。资料来源：露西-雷丁-伊坎达/西蒙斯基金会

由纽约市Flatiron研究所计算量子物理中心的阿维什卡尔-帕特尔领导的最新研究终于揭示了一种机制，可以解释奇异金属的特性。

在 8 月 18 日出版的《科学》（Science）杂志上，帕特尔和他的同事们介绍了他们关于奇怪金属为何如此奇怪的通用理论--这是凝聚态物理学中最大的未决问题之一的解决方案。许多量子材料中都存在奇怪的金属表面，包括一些经过微小改变就能成为超导体（在足够低的温度下电子流动阻力为零的材料）的材料。这种关系表明，了解奇异金属有助于研究人员发现新型超导现象。

这个简单得令人惊讶的新理论解释了奇异金属的许多奇特之处，例如为什么电阻率的变化与温度成正比--电阻率是衡量电子作为电流在材料中流动的容易程度的指标，即使在极低的温度下也是如此。这种关系意味着，在相同温度下，奇异金属比普通金属（如金或铜）对电子流动的阻力更大。

信息图解释了一种新理论，该理论解释了被称为奇异金属的量子材料的奇特性质。资料来源：Lucy Reading-Ikkanda/Simons 基金会

新理论基于奇异金属两种特性的结合。首先，它们的电子可以彼此量子力学地纠缠在一起，束缚了它们的命运，而且即使相隔很远，它们也会保持纠缠状态。其次，奇异金属的原子排列不均匀，呈拼凑状。

这两种特性都不能单独解释奇异金属的奇特之处，但综合起来，"一切都水到渠成了"，在中央研究院担任 Flatiron 研究员的帕特尔说。奇异金属原子布局的不规则性意味着电子纠缠的变化取决于纠缠发生在材料的哪个位置。当电子在材料中移动并相互影响时，这种变化增加了电子动量的随机性。电子不是一起流动，而是在各个方向相互碰撞，从而产生电阻。由于电子碰撞的频率越高，材料的温度就越高，电阻也会随之升高。

帕特尔说："这种纠缠和不均匀性的相互作用是一种新的效应；以前从未考虑过任何材料会产生这种效应。回想起来，这是一件极其简单的事情。长期以来，人们把奇异金属的整个故事说得过于复杂，这是不对的。"

帕特尔说，更好地理解奇异金属可以帮助物理学家为量子计算机等应用开发和微调新型超导体。他说："在有些情况下，有些东西想要超导，但又做不到，因为超导性被另一种竞争态阻挡了。那么我们可以问，这些非均匀性的存在是否会破坏超导性与之竞争的其他状态，并为超导性留出道路？"

现在，奇异金属已经不那么奇异了，这个名字似乎也不那么贴切了。帕特尔说："在这一点上，我更愿意称它们为不寻常金属，而不是奇异金属。"