科技商報上海10月20日電（記者張夢然）超導的核心原理是電子產生對。但它們也能匯聚成“四人組”嗎？最新研究結果表明它們可以。日本化學學家20日在《自然·物理學》雜志發表了關于這些四倍效應和這些物質狀態發生機制的第一個實驗證據。
日本皇家理工大學院士伊戈爾·巴巴耶夫在對鐵基材料Ba1-的一系列實驗檢測中提出了費米子四倍增的證據。該結果是在巴巴耶夫首次預測這些現象近20年后，以及在他發表論文預測這些現象可能發生在材料中8年后得出的。
電子配對實現了超導的量子態，這是一種用于磁共振成像掃描儀和量子估算的零內阻濁度狀態。它發生在材料內部，兩個電子結合而不是互相抵觸，如同它們在真空中一樣。這些現象最初由約翰·巴登、利昂·庫珀和約翰·施里弗進行理論描述，她們為此項工作于1972年獲得了諾貝爾獎。
所謂的庫珀對基本上是“吸引的對立面”。一般情況下物理學進展雜志，兩個電子，即帶負電荷的亞原子粒子物理學進展雜志，會強烈地互相抵觸。并且在高溫晶體內，它們會松散地成對結合。電子對的電壓不再從缺陷和障礙物散射，導體可以喪失所有阻值，成為一種新的物質狀態：超導體。
但直至近來幾年，四費米子匯聚體的理論思想才被廣泛接受。
巴巴耶夫說，要使費米子四倍態發生，必須有一些東西可以避免對的匯聚，制止它們無阻力地流動，同時準許四電子復合物的匯聚。
巴登—庫珀—施里弗理論不容許這些行為，當巴巴耶夫在赫爾辛基工業學院的實驗合作者瓦蒂姆·格林年科在2018年發覺費米子四倍冷凝物的第一個征兆時，它挑戰了多年來流行的科學共識。研究人員隨即在多個機構的實驗室進行了3年的實驗和調查，以驗證這一發覺。
巴巴耶夫說，觀測的關鍵是費米子四重匯聚自發地打破了時間反轉對稱性。在數學學中，時間反轉對稱性是一種物理運算，它用公式或多項式中的正數替換時間抒發，便于它們描述時間倒流或所有運動反轉的風波。
假如將時間方向倒轉，數學學基本定理依然適用。這也適用于典型的超導體：假若時間的箭頭倒轉，典型的超導體仍將處于相同的超導狀態。
巴巴耶夫表示：“然而，在我們報告的四費米子匯聚體的情況下，時間逆轉使它處于不同的狀態。可能須要多年的研究能夠完全了解這些狀態。這種實驗提出了許多新問題，闡明了與熱梯度、磁場和超聲波反應相關的許多仍需更好理解的其他異常特點。”