高温超导微观机理的探索仍在“盲人摸象”的阶段。这次，科学家们也许摸到了象鼻子。在凝聚态物理学界，高温超导机理被誉为“皇冠上的明珠”。过去几十年，物理学界倾向于从一个叫做哈伯德模型的量子理论框架出发，来解释高温超导体的工作原理和产生机制，哈伯德模型成功解释了大量高温超导体中的物理现象，但一个悬而未决的问题是，哈伯德模型在现阶段仍然无法完整解释高温超导电性本身的微观过程。
在美国东部时间9月10日上线的《科学》杂志上，斯坦福大学沈志勋团队发表论文，报道在实验中首次发现一维铜氧化物的电子之间存在一种“超强邻近吸引力”，或为这一理论模型补上遗漏的那一环。论文第一作者、斯坦福大学博士后陈卓昱告诉《知识分子》，他们的研究提供了铜氧化物中电子相互作用的微观量子理论模型，这有可能就是一个完整的微观模型。
沈志勋教授表示，这项研究是他们自1996年以来一直想做的重要实验，直到今天才终于实现。实验显示，现今的主流量子理论模型需要在其成功的基础上加以非常重要的改进。普林斯顿大学物理系助理教授廉骉评论说，该工作在实验上修正了高温超导理论模型的一个关键参数，而这一修正可能对高温超导的理解至关重要。
中国科学院大学教授张富春认为，虽然研究者们猜测上述吸引力可能来源于电声子相互作用，但实验上仍缺乏证据。他指出，电声子相互作用机制将很难解释实验观察到的d波超导对称性。由于实验仅在一维Cu-O链上进行，对二维Cu-O面的高温超导有启发，但不同维度空间的铜氧结构性质可能会很不相同。
中国科学院物理研究所副研究员罗会仟认为，实验结论中最关键的证据是直接测得的吸引势的大小，是否来自于声子并与超导直接相关，仍期待新的实验证据支持。
超导体指的是在特定温度以下电阻为零且具有完全抗磁性的一类“超级导体”，这一温度称为超导临界温度。常规的超导体，其临界温度通常低于40K。达到如此低温需要用到成本高昂的液氦，这也限制了常规超导体的应用。因此，物理学家们致力于发现临界温度更高的高温超导体。
1986年，来自瑞士IBM公司的缪勒和柏诺兹实验发现人工合成的铜氧化物的超导临界温度更高，可达35K，在中国和美国科学家的努力下，该类材料的临界温度被迅速提升到了93K。此后数十年里，物理学家们陆续发现了更多类似的铜基材料，在标准大气压下，其临界温度最高可以达到134K。
由于这类材料的临界温度可以超越40K，部分体系甚至突破了液氮的沸点77K，也因此被称为高温超导体。高温超导材料在低损耗大功率输电、高速磁悬浮列车等民用领域有重要应用价值。然而，由于其力学和机械特性不如传统金属材料，其主要应用场景目前仍是在一些实验室提供强磁场环境，规模化应用尚待发展。
超导电性的出现与超导体内部电子的运动模式息息相关。常规超导体中，低温下，两个原本均带负电、互相排斥的电子，通过影响原子晶格产生的振动而建立间接吸引作用，从而两两配对构成“库伯对”，在量子相干效应下，这些“库伯对”可以在晶格中无损耗地运动，形成了整体的超导电性。但在非常规超导体中，电子的运动远非这么简单。
如何掺杂产生高温超导电性本身就是个难题，而掺杂成功之后，超导体内部则会形成多种复杂的电子态，无法用上述理论归纳。物理学界提出的大部分高温超导模型都基于一个基本出发点：哈伯德模型。哈伯德模型描述了铜氧化物绝缘体状态下的电子间相互作用和能态，但这个模型并非完美。光是采用这个模型，不足以明确解释绝缘材料在掺杂情况下如何产生超导。
尽管一些物理学家在此基础上提出了诸多有突破的理论，但仍然很难解释实验中观察到的一些关键现象。
在实验中，沈志勋团队在一个超高真空腔体中，通过蒸入金属的蒸汽和通入臭氧，生成一层一层的原子的金属氧化物。他们能精准地通过臭氧烘烤，控制氧化物中氧原子的数量，将掺杂的浓度控制在9%到40%之间。最终，他们形成了5个重复结构单元的铜氧链。
在实验中，沈志勋团队发现当给哈伯德模型增加了一个超强的近邻吸引相互作用力后，实验结果和理论模型预言最为贴近。由于这个峰的来源是电子之间吸引相互作用，他们认为这一吸引力很可能来自电子和声子的相互作用。虽然未排除其他可能性，但电声子耦合是目前最简单有效的解释。
陈卓昱表示，这次工作的重要性在于用具体的实验证据，直接揭示了哈伯德模型的不足，为领域进一步的发展指出了明确的方向。接下来，他们计划从实验和理论两个角度去深入完善发现的内涵，并建立更坚实的证据网。