Ved temperaturer innenfor noen få grader av absolutt null, bør forholdet mellom et materiales varmeledningsevne og dets elektriske ledningsevne være proporsjonalt med dets temperatur. Dette prinsippet, kjent som Wiedemann-Franz-loven, ble først formulert i 1853, men etter hvert som vår forståelse av kondensert materie-fysikk vokste, ble dets omfang endret slik at det bare gjelder hvis de samme kvasipartikler er ansvarlige for å bære både varme og ladning. I kvantematerialer der elektroner samhandler veldig sterkt, bør det ikke holde.
Eller det var det man trodde. Teoretikere ledet av Wen Wang av US Department of Energy's SLAC National Accelerator Laboratory og Stanford University har nå funnet ut at loven fortsatt bør følges innenfor én type kvantemateriale: kobberoksid (kuprat) superledere. Disse materialene er kjent som ukonvensjonelle superledere, og de leder elektrisitet uten motstand ved relativt høye temperaturer sammenlignet med deres konvensjonelle kolleger. Funnet betyr at fysikere ikke trenger å ty til forenklede og konseptuelt problematiske antakelser som involverer kvasipartikler eller Boltzmann-ligninger når de skal forutsi hvordan elektroner i disse såkalte sterkt korrelerte materialene skal oppføre seg.
Modellering av fermioner som elektroner som hopper mellom faste steder
I studien deres kombinerte Wang og kolleger en determinant kvante Monte Carlo (DQMC) algoritme med en teknikk kalt maksimal entropi analytisk fortsettelse og brukte den på en Hubbard-modell av et kupratmateriale. Denne modellen representerer elektroner som fermioner som hopper mellom faste steder på et gitter og samhandler med hverandre når de okkuperer det samme gitterstedet. Det er mye brukt for å simulere og beskrive systemer der elektroner samhandler med hverandre i stedet for å oppføre seg som uavhengige enheter, og det står i kontrast til det alternative Boltzmann-rammeverket som definerer elektroner som distinkte kvasipartikler.
Ukonvensjonell superleder er enda rarere enn forventet
Fysikerne fant at hvis elektrontransport alene tas i betraktning, nærmer cupratenes Lorenz-tall - deres forhold mellom termisk ledningsevne og elektrisk ledningsevne delt på temperatur - verdien som er forutsagt av Wiedemann-Franz-loven. Teamet antyder at andre faktorer, som gittervibrasjoner (eller fononer), som ikke er inkludert i Hubbard-modellen, kan være ansvarlige for avvik observert i eksperimenter på sterkt korrelerte materialer som får det til å se ut som om loven ikke gjelder. Resultatene deres kan hjelpe fysikere med å tolke disse eksperimentelle observasjonene og kan til slutt føre til en bedre forståelse av hvor sterkt korrelerte systemer kan brukes i applikasjoner som databehandling og kvanteberegning.
Teamet planlegger nå å bygge videre på resultatet ved å utforske andre transportkanaler, for eksempel termiske Hall-effekter. "Dette vil utdype vår forståelse av transportteorier i sterkt korrelerte materialer," forteller Wang Fysikkens verden.
Denne studien er publisert i Vitenskap.
- SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
- PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
- PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
- kilde: https://physicsworld.com/a/170-year-old-physical-law-unexpectedly-holds-true-in-high-temperature-superconductors/
- :er
- :ikke
- :hvor
- 120
- a
- Absolute
- akselerator
- Logg inn
- algoritme
- alene
- alternativ
- analytisk
- og
- vises
- søknader
- anvendt
- gjelder
- Påfør
- tilnærminger
- ER
- AS
- antagelser
- At
- BE
- Bedre
- mellom
- Blå
- både
- bygge
- men
- by
- som heter
- bærer
- kanaler
- kostnad
- kollegaer
- kombinert
- sammenlignet
- databehandling
- Konseptuelt
- Gjennomføre
- videreføring
- fortsette
- kontraster
- konvensjonell
- Kobber
- kunne
- kolleger
- dato
- databehandling
- utdype
- definerer
- Avdeling
- beskrive
- distinkt
- Divided
- gjør
- hver enkelt
- effekter
- elektrisitet
- elektroner
- ansatt
- energi
- enheter
- ligninger
- Selv
- eksperimentell
- eksperimenter
- Utforske
- faktorer
- Noen få
- finne
- Først
- fikset
- Til
- funnet
- Rammeverk
- fra
- vokste
- vaner
- Hall
- Ha
- hjelpe
- Høy
- hold
- holder
- Hvordan
- http
- HTTPS
- if
- in
- inkludert
- uavhengig
- informasjon
- samhandle
- samhandler
- inn
- involverer
- utstedelse
- IT
- DET ER
- jpg
- kjent
- laboratorium
- Law
- føre
- Led
- venstre
- gjøre
- materiale
- materialer
- max bredde
- maksimal
- midler
- kunne
- modell
- nasjonal
- nå
- Antall
- of
- on
- ONE
- bare
- or
- Annen
- vår
- fysisk
- Fysikk
- Fysikkens verden
- planer
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatonData
- spådd
- forutsi
- presentere
- prinsipp
- problematisk
- prosessering
- publisert
- Quantum
- kvanteberegning
- heller
- ratio
- Rød
- regioner
- relativt
- representert
- representerer
- Motstand
- Resort
- ansvarlig
- resultere
- Resultater
- ikke sant
- samme
- omfang
- bør
- side
- nettstedet
- Nettsteder
- So
- stanford
- sterk
- Studer
- slik
- foreslår
- Superledning
- Systemer
- tatt
- lag
- teknikk
- forteller
- enn
- Det
- De
- loven
- deres
- termisk
- Disse
- de
- denne
- trodde
- thumbnail
- til
- transportere
- sant
- typen
- Til syvende og sist
- ukonvensjonell
- forståelse
- verdi
- veldig
- wang
- varmere
- var
- når
- hvilken
- allment
- vil
- med
- innenfor
- uten
- verden
- zephyrnet
- null