Σε θερμοκρασίες εντός μερικών βαθμών από το απόλυτο μηδέν, ο λόγος της θερμικής αγωγιμότητας ενός υλικού προς την ηλεκτρική του αγωγιμότητα θα πρέπει να είναι ανάλογος της θερμοκρασίας του. Αυτή η αρχή, γνωστή ως νόμος Wiedemann-Franz, διατυπώθηκε για πρώτη φορά το 1853, αλλά καθώς η κατανόησή μας για τη φυσική της συμπυκνωμένης ύλης μεγάλωνε, το πεδίο εφαρμογής της τροποποιήθηκε έτσι ώστε να ισχύει μόνο εάν τα ίδια οιονεί σωματίδια είναι υπεύθυνα για τη μεταφορά θερμότητας και φορτίου. Σε κβαντικά υλικά όπου τα ηλεκτρόνια αλληλεπιδρούν πολύ έντονα, δεν θα πρέπει να διατηρείται.
Ή έτσι θεωρήθηκε. Θεωρητικοί με επικεφαλής Wen Wang του Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ Εθνικό εργαστήριο επιταχυντών SLAC και Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ έχουν πλέον διαπιστώσει ότι ο νόμος θα πρέπει να συνεχίσει να τηρείται σε έναν τύπο κβαντικού υλικού: στους υπεραγωγούς οξειδίου του χαλκού (χάλκινο). Αυτά τα υλικά είναι γνωστά ως ασυνήθιστοι υπεραγωγοί και μεταφέρουν ηλεκτρισμό χωρίς αντίσταση σε σχετικά υψηλές θερμοκρασίες σε σύγκριση με τα συμβατικά αντίστοιχά τους. Το εύρημα σημαίνει ότι οι φυσικοί δεν θα χρειαστεί να καταφύγουν σε υπεραπλουστευμένες και εννοιολογικά προβληματικές υποθέσεις που περιλαμβάνουν οιονεί σωματίδια ή εξισώσεις Boltzmann όταν προβλέπουν πώς θα πρέπει να συμπεριφέρονται τα ηλεκτρόνια σε αυτά τα λεγόμενα ισχυρά συσχετισμένα υλικά.
Μοντελοποίηση φερμιονίων ως ηλεκτρονίων που πηδούν μεταξύ σταθερών θέσεων
Στη μελέτη τους, ο Wang και οι συνεργάτες του συνδύασαν έναν καθοριστικό κβαντικό αλγόριθμο Monte Carlo (DQMC) με μια τεχνική που ονομάζεται ανάλυση μέγιστης εντροπίας και την εφάρμοσαν σε ένα μοντέλο Hubbard ενός χαλκού υλικού. Αυτό το μοντέλο αντιπροσωπεύει τα ηλεκτρόνια ως φερμιόνια που πηδούν μεταξύ σταθερών θέσεων σε ένα πλέγμα και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους όταν καταλαμβάνουν την ίδια θέση πλέγματος. Χρησιμοποιείται ευρέως για την προσομοίωση και την περιγραφή συστημάτων στα οποία τα ηλεκτρόνια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους αντί να συμπεριφέρονται ως ανεξάρτητες οντότητες, και έρχεται σε αντίθεση με το εναλλακτικό πλαίσιο Boltzmann που ορίζει τα ηλεκτρόνια ως διακριτά οιονεί σωματίδια.
Ο μη συμβατικός υπεραγωγός είναι ακόμη πιο περίεργος από το αναμενόμενο
Οι φυσικοί βρήκαν ότι εάν ληφθεί υπόψη μόνο η μεταφορά ηλεκτρονίων, ο αριθμός Lorenz των χαλκού – ο λόγος της θερμικής αγωγιμότητας προς την ηλεκτρική αγωγιμότητα διαιρούμενος με τη θερμοκρασία – πλησιάζει την τιμή που προβλέπεται από τον νόμο Wiedemann-Franz. Η ομάδα προτείνει ότι άλλοι παράγοντες, όπως οι δονήσεις του πλέγματος (ή τα φωνόνια), που δεν περιλαμβάνονται στο μοντέλο Hubbard, θα μπορούσαν να ευθύνονται για τις αποκλίσεις που παρατηρήθηκαν σε πειράματα σε έντονα συσχετισμένα υλικά που το κάνουν να φαίνεται σαν να μην ισχύει ο νόμος. Τα αποτελέσματά τους θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους φυσικούς να ερμηνεύσουν αυτές τις πειραματικές παρατηρήσεις και θα μπορούσαν τελικά να οδηγήσουν σε μια καλύτερη κατανόηση του πόσο ισχυρά συσχετισμένα συστήματα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές όπως η επεξεργασία δεδομένων και ο κβαντικός υπολογισμός.
Η ομάδα σχεδιάζει τώρα να αξιοποιήσει το αποτέλεσμα εξερευνώντας άλλα κανάλια μεταφοράς, όπως τα θερμικά εφέ Hall. «Αυτό θα εμβαθύνει την κατανόησή μας για τις θεωρίες μεταφοράς σε ισχυρά συσχετισμένα υλικά», λέει ο Wang Κόσμος Φυσικής.
Η παρούσα μελέτη δημοσιεύεται στο Επιστήμη.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://physicsworld.com/a/170-year-old-physical-law-unexpectedly-holds-true-in-high-temperature-superconductors/
- :είναι
- :δεν
- :που
- 120
- a
- Απόλυτος
- επιταχυντής
- Λογαριασμός
- αλγόριθμος
- alone
- εναλλακτική λύση
- Αναλυτικός
- και
- εμφανίζομαι
- εφαρμογές
- εφαρμοσμένος
- ισχύει
- Εφαρμογή
- προσεγγίσεις
- ΕΙΝΑΙ
- AS
- παραδοχές
- At
- BE
- Καλύτερα
- μεταξύ
- Μπλε
- και οι δύο
- χτίζω
- αλλά
- by
- που ονομάζεται
- μεταφέρουν
- κανάλια
- χρέωση
- συναδέλφους
- σε συνδυασμό
- σύγκριση
- χρήση υπολογιστή
- Εννοιολογικά
- Διεξαγωγή
- συνέχεια
- ΣΥΝΕΧΕΙΑ
- αντιθέσεις
- συμβατικός
- Χαλκός
- θα μπορούσε να
- ομολόγους
- ημερομηνία
- επεξεργασία δεδομένων
- Βαθύνω
- Ορίζει
- Τμήμα
- Περιγράφοντας
- διακριτή
- διαιρούμενο
- κάνει
- κάθε
- αποτελέσματα
- ηλεκτρικής ενέργειας
- ηλεκτρόνια
- μισθωτών
- ενέργεια
- οντότητες
- εξισώσεις
- Even
- πειραματικός
- πειράματα
- Εξερευνώντας
- παράγοντες
- λίγοι
- εύρεση
- Όνομα
- καθορίζεται
- Για
- Βρέθηκαν
- Πλαίσιο
- από
- μεγάλωσε
- συνήθειες
- Αίθουσα
- Έχω
- βοήθεια
- Ψηλά
- κρατήστε
- κατέχει
- Πως
- http
- HTTPS
- if
- in
- περιλαμβάνονται
- ανεξάρτητος
- πληροφορίες
- αλληλεπιδρούν
- αλληλεπιδρώντας
- σε
- συμμετοχή
- ζήτημα
- IT
- ΤΟΥ
- jpg
- γνωστός
- εργαστήριο
- Νόμος
- οδηγήσει
- Led
- αριστερά
- κάνω
- υλικό
- υλικά
- max-width
- ανώτατο όριο
- μέσα
- ενδέχεται να
- μοντέλο
- εθνικός
- τώρα
- αριθμός
- of
- on
- ONE
- αποκλειστικά
- or
- ΑΛΛΑ
- δικός μας
- φυσικός
- Φυσική
- Κόσμος Φυσικής
- φώναξε
- Πλάτων
- Πληροφορία δεδομένων Plato
- Πλάτωνα δεδομένα
- προβλεπόμενη
- προβλέποντας
- παρόν
- αρχή
- προβληματικός
- μεταποίηση
- δημοσιεύθηκε
- Quantum
- κβαντική υπολογιστική
- μάλλον
- αναλογία
- Red
- περιοχές
- σχετικά
- εκπροσωπούνται
- αντιπροσωπεύει
- Αντίσταση
- Resort
- υπεύθυνος
- αποτέλεσμα
- Αποτελέσματα
- δεξιά
- ίδιο
- έκταση
- θα πρέπει να
- πλευρά
- ιστοσελίδα
- Sites
- So
- stanford
- δυνατά
- Μελέτη
- τέτοιος
- προτείνω
- Υπεραγωγιμότητα
- συστήματα
- λαμβάνεται
- τεχνική
- λέει
- από
- ότι
- Η
- ο νόμος
- τους
- θερμικός
- Αυτοί
- αυτοί
- αυτό
- σκέψη
- thumbnail
- προς την
- μεταφορά
- αληθής
- τύπος
- τελικά
- πρωτότυπος
- κατανόηση
- αξία
- πολύ
- wang
- Θερμότερος
- ήταν
- πότε
- Ποιό
- ευρέως
- θα
- με
- εντός
- χωρίς
- κόσμος
- zephyrnet
- μηδέν