Muutaman absoluuttisen nolla-asteen lämpötiloissa materiaalin lämmönjohtavuuden ja sähkönjohtavuuden suhteen tulee olla verrannollinen sen lämpötilaan. Tämä periaate, joka tunnetaan nimellä Wiedemann-Franzin laki, muotoiltiin ensimmäisen kerran vuonna 1853, mutta kun ymmärryksemme tiivistyneiden aineiden fysiikasta kasvoi, sen soveltamisalaa muutettiin niin, että sitä sovelletaan vain, jos samat kvasihiukkaset ovat vastuussa sekä lämmön että varauksen kuljettamisesta. Kvanttimateriaaleissa, joissa elektronit vuorovaikuttavat erittäin voimakkaasti, sen ei pitäisi pysyä.
Tai niin luultiin. Teoreetikot johdolla Wen Wang että Yhdysvaltain energiaministeriö SLAC: n kansallinen kiihdytinlaboratorio ja Stanfordin yliopisto ovat nyt havainneet, että lakia tulisi jatkossakin noudattaa yhden tyyppisessä kvanttimateriaalissa: kuparioksidisuprajohtimissa. Nämä materiaalit tunnetaan epätavanomaisina suprajohtimina, ja ne johtavat sähköä ilman vastusta suhteellisen korkeissa lämpötiloissa tavanomaisiin vastineisiinsa verrattuna. Löytö tarkoittaa, että fyysikot eivät joudu turvautumaan liian yksinkertaistettuihin ja käsitteellisesti ongelmallisiin oletuksiin, jotka koskevat kvasihiukkasia tai Boltzmannin yhtälöitä ennustaessaan, kuinka näiden niin sanottujen voimakkaasti korreloituneiden materiaalien elektronien tulisi käyttäytyä.
Fermionien mallintaminen elektroneina, jotka hyppäävät kiinteiden paikkojen välillä
Tutkimuksessaan Wang ja kollegat yhdistivät determinantin kvantti-Monte Carlo (DQMC) -algoritmin tekniikkaan, jota kutsutaan maksimientropiaanalyyttiseksi jatkoksi, ja sovelsivat sitä kupraattimateriaalin Hubbard-malliin. Tämä malli edustaa elektroneja fermioneina, jotka hyppäävät hilan kiinteiden kohtien välillä ja ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, kun ne miehittävät saman hilakohdan. Sitä käytetään laajasti simuloimaan ja kuvaamaan järjestelmiä, joissa elektronit ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa sen sijaan, että ne käyttäytyisivät itsenäisinä kokonaisuuksina, ja se eroaa vaihtoehtoisesta Boltzmann-kehyksestä, joka määrittelee elektronit erillisiksi kvasihiukkasiksi.
Epätavallinen suprajohde on jopa odotettua omituisempi
Fyysikot havaitsivat, että jos pelkkä elektronien kuljetus otetaan huomioon, kupraattien Lorenz-luku – niiden lämmönjohtavuuden suhde sähkönjohtavuuteen jaettuna lämpötilalla – lähestyy Wiedemann-Franzin lain ennustamaa arvoa. Tiimi ehdottaa, että muut tekijät, kuten hilavärähtelyt (tai fononit), jotka eivät sisälly Hubbard-malliin, voivat olla vastuussa eroavaisuuksista, joita havaitaan kokeissa vahvasti korreloivilla materiaaleilla, jotka saavat vaikutelman siltä, että laki ei päde. Niiden tulokset voivat auttaa fyysikoita tulkitsemaan näitä kokeellisia havaintoja ja voisivat lopulta johtaa parempaan ymmärrykseen siitä, kuinka voimakkaasti korreloituja järjestelmiä voidaan käyttää sovelluksissa, kuten tietojenkäsittelyssä ja kvanttilaskennassa.
Tiimi aikoo nyt hyödyntää tuloksia tutkimalla muita kuljetuskanavia, kuten Hallin lämpövaikutuksia. "Tämä syventää ymmärrystämme vahvasti korreloituneiden materiaalien kuljetusteorioista", Wang kertoo Fysiikan maailma.
Tämä tutkimus on julkaistu v tiede.
- SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
- PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
- PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
- PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
- Lähde: https://physicsworld.com/a/170-year-old-physical-law-unexpectedly-holds-true-in-high-temperature-superconductors/
- :On
- :ei
- :missä
- 120
- a
- absoluuttinen
- kiihdytin
- Tili
- algoritmi
- yksin
- vaihtoehto
- Analyyttinen
- ja
- näyttää
- sovellukset
- sovellettu
- sovelletaan
- käyttää
- lähestymistavat
- OVAT
- AS
- oletukset
- At
- BE
- Paremmin
- välillä
- sininen
- sekä
- rakentaa
- mutta
- by
- nimeltään
- kuljettaa
- kanavat
- lataus
- työtovereiden
- yhdistetty
- verrattuna
- tietojenkäsittely
- käsitteellisesti
- Suorittaa
- jatkaminen
- jatkaa
- kontrastit
- tavanomainen
- Kupari
- voisi
- kollegansa
- tiedot
- tietojenkäsittely
- Syventää
- määrittelee
- osasto
- kuvataan
- selvä
- jaettu
- ei
- kukin
- vaikutukset
- sähkö
- elektronit
- Työllisiä
- energia
- yksiköt
- yhtälöt
- Jopa
- kokeellinen
- kokeiluja
- Tutkiminen
- tekijät
- harvat
- löytäminen
- Etunimi
- kiinteä
- varten
- löytyi
- Puitteet
- alkaen
- kasvoi
- tottumukset
- Sali
- Olla
- auttaa
- Korkea
- pitää
- pitää
- Miten
- http
- HTTPS
- if
- in
- mukana
- itsenäinen
- tiedot
- olla vuorovaikutuksessa
- vuorovaikutuksessa
- tulee
- johon
- kysymys
- IT
- SEN
- jpg
- tunnettu
- laboratorio
- Laki
- johtaa
- Led
- vasemmalle
- tehdä
- materiaali
- tarvikkeet
- max-width
- maksimi
- välineet
- ehkä
- malli
- kansallinen
- nyt
- numero
- of
- on
- ONE
- vain
- or
- Muut
- meidän
- fyysinen
- Fysiikka
- Fysiikan maailma
- suunnitelmat
- Platon
- Platonin tietotieto
- PlatonData
- ennusti
- ennustamiseen
- esittää
- periaate
- ongelmallinen
- käsittely
- julkaistu
- Kvantti
- kvanttilaskenta
- pikemminkin
- suhde
- punainen
- alueet
- suhteellisesti
- edustettuina
- edustaa
- vastus
- Resort
- vastuullinen
- johtua
- tulokset
- oikein
- sama
- laajuus
- shouldnt
- puoli
- paikka
- Sivustot
- So
- Stanford
- voimakkaasti
- tutkimus
- niin
- ehdottaa
- Suprajohtavuus
- järjestelmät
- otettava
- joukkue-
- tekniikka
- kertoo
- kuin
- että
- -
- laki
- heidän
- lämpö-
- Nämä
- ne
- tätä
- ajatus
- thumbnail
- että
- kuljettaa
- totta
- tyyppi
- Lopulta
- epäsovinnainen
- ymmärtäminen
- arvo
- hyvin
- wang
- lämpimämpi
- oli
- kun
- joka
- laajalti
- tulee
- with
- sisällä
- ilman
- maailman-
- zephyrnet
- nolla-