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物理:擬ギャップは再考が必要?

Nature 438, 7067 doi: 10.1038/nature04273

今週号に報告された思いがけない発見によって、凝縮系物理学における最も重要な材料群のうちの2種の材料が共通の物理学的性質を持つとわかった。しかしこの論文は、解決したよりもさらに多くの問題を提示したようである。
 銅酸化物高温超伝導体は、結晶格子の種々の方向に沿って電子励起が異なることを反映する、いわゆる「擬ギャップ」という不可解な特徴をもつ。今まで、擬ギャップは超伝導体でだけ見られていたので、超伝導性と密接に関連していると考えられていた。
 しかし今回Z-x Shenたちは、超伝導体とは大きく異なる材料である磁性マンガン酸化物でも、擬ギャップ状態が存在することを発見した。彼らは、マンガン酸化物に光子を照射することにより、この固体内の電子のエネルギーと運動量を非常に正確にマッピングすることができた。そして意外にも、金属であるために電子が自由に動き回れるはずのマンガン酸化物でさえも、電子の運動が結晶格子の動きに強く束縛されていることがわかった。この相互作用が、最終的に擬ギャップを生むのである。
 ここから、高温超伝導体で擬ギャップはどれほど重要なのだろうかという疑問が生じてくる。これに関して、従来の物理学的考えを改める必要があるかもしれない。

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