Prima teorie universală a metalelor ciudate ar putea explica de ce se comportă atât de ciudat – de exemplu, de ce rezistă mai mult la fluxul de electroni decât metalele obișnuite, cum ar fi aurul sau cuprul. Noua teorie, dezvoltată de cercetătorii de la Institutul Flatiron din New York și de la Universitatea Harvard, ambele din SUA, ia în considerare două proprietăți ale metalelor ciudate: încurcarea cuantică a electronilor lor și aranjarea neuniformă a atomilor lor. Lucrarea ne-ar putea avansa înțelegerea supraconductoarelor de înaltă temperatură și a altor materiale cuantice corelate.
Metalele ciudate se află undeva între metale și izolatori și își iau numele de la comportamentul particular al electronilor lor. Spre deosebire de electronii din metalele obișnuite, care călătoresc liber, cu puține interacțiuni și rezistență redusă, electronii din metalele ciudate se mișcă încet și într-un mod restrâns. Electronii dintr-un metal ciudat pierd, de asemenea, „memoria” pozițiilor lor trecute la cel mai rapid ritm posibil permis de legile fundamentale ale mecanicii cuantice.
Și mai ciudat, cercetătorii au aflat recent că supraconductorii de temperatură înaltă de cuprat (oxid de cupru), care au fost descoperiți în 1987, conțin o fază metalică ciudată, precum și o fază supraconductoare. Faza ciudată are loc atunci când stratul de oxid de cupru este puternic dopat cu găuri și îi încurcă pe fizicieni, deoarece nu poate fi descrisă de teoriile convenționale care tratează electronii ca particule cuantice independente și ignoră în mare măsură orice încrucișare cuantică dintre ele.
Interacțiune subtilă între încurcarea cu mulți electroni și dezordine
„Înțelegerea acestei faze ciudate este un ingredient necesar în orice teorie a supraconductivității la temperaturi ridicate și s-au depus mult efort în această direcție în ultimele câteva decenii”, spune Subir Sachdev of Harvard, care a condus noul studiu împreună cu Aavishkar Patel a Institutul Flatiron'S Centrul de Fizică Cuantică Computațională (CCQ). „Propunem o nouă teorie în lucrarea noastră care este în concordanță cu observațiile existente și evidențiază interacțiunea subtilă dintre încurcarea cu mulți electroni și tulburarea care este prezentă în toate cristalele datorită prezenței impurităților.”
Neregularitatea aspectului unui metal ciudat înseamnă că natura încurcărilor sale de electroni depinde în mare măsură de locul în care are loc încurcarea în material, adaugă Sachdev. Această neomogenitate adaugă aleatorie impulsului electronilor pe măsură ce se propagă prin material și interacționează între ei. Ca rezultat, în loc ca electronii să curgă împreună, ei se ciocnesc unul de altul în toate direcțiile și se împing reciproc, generând rezistență electrică. Și pentru că electronii se ciocnesc mai frecvent pe măsură ce temperatura materialului crește, rezistența electrică crește proporțional cu temperatura.
Un model mai realist
Această interacțiune de încurcătură și neuniformitate nu a fost niciodată documentată experimental înainte în niciun material, dar Patel observă că este un concept extrem de simplu – cel puțin în retrospectivă.
„Ideea inițială a fost propunerea mea din 1993 în (o variație a) ceea ce se numește acum modelul Sachdev-Ye-Kitaev”, spune Sachdev. Lumea fizicii. „Acesta este un model de jucărie simplu, rezolvabil, care ne permite să studiem interacțiunea dintre întricarea cuantică și dezordine într-un regim în care curentul curge într-o „supă cuantică” încurcată și nu prin electroni individuali.”
De atunci, cercetătorii au căutat modalități de a face acest model de jucărie mai realist prin colaborări atât cu experimentați, cât și cu teoreticieni – în special cu Flatiron. Antoine Georges și Olivier Parcolet. „După multe întorsături greșite pe parcurs, am ajuns în sfârșit la generalizarea descrisă în studiul nostru de față, pe care o detaliem în Ştiinţă, în timpul discuțiilor lungi cu coautorii mei în perioada pandemiei”, spune Sachdev.
Metalele „reticente” creează o nouă stare a materiei
Teoria ar putea servi drept „platformă de lansare” pentru înțelegerea diagramei de fază completă a supraconductorilor de înaltă temperatură pe bază de oxid de cupru și a unui număr de alte materiale cuantice înrudite, adaugă el.
Echipa Flatiron/Harvard calculează acum multe proprietăți observabile ale teoriei sale, inclusiv zgomotul în fluxul de curent și răspunsul la lumina laser puternică și câmpurile magnetice. „Vom compara aceste rezultate cu experimentele în curs și sperăm să ajungem la o imagine completă a fizicii de bază”, conchide Sachdev.
- Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
- PlatoESG. Automobile/VE-uri, carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
- PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
- ChartPrime. Crește-ți jocul de tranzacționare cu ChartPrime. Accesați Aici.
- BlockOffsets. Modernizarea proprietății de compensare a mediului. Accesați Aici.
- Sursa: https://physicsworld.com/a/strange-metals-reveal-their-secrets/
- :are
- :este
- :nu
- :Unde
- 118
- a
- Cont
- Adaugă
- avansa
- TOATE
- permis
- permite
- de-a lungul
- de asemenea
- an
- și
- Orice
- în jurul
- aranjament
- artist
- AS
- At
- BE
- deoarece
- fost
- înainte
- între
- atât
- dar
- by
- denumit
- nu poti
- provocări
- Oraș
- colaborari
- Collide
- comparaţie
- Completă
- tehnica de calcul
- concept
- luate în considerare
- consistent
- conţine
- convențional
- Cupru
- ar putea
- Curent
- zeci de ani
- depinde de
- descris
- detaliu
- dezvoltat
- direcţie
- a descoperit
- discuții
- două
- în timpul
- fiecare
- efort
- electroni
- rețea de sârmă ghimpată
- exemplu
- existent
- experimente
- Explica
- explică
- extrem
- Modă
- cel mai rapid
- puțini
- Domenii
- În cele din urmă
- First
- debit
- Curgere
- fluxurilor
- Pentru
- Fundație
- frecvent
- din
- fundamental
- generator
- obține
- Aur
- cea mai mare
- harvard
- Universitatea Harvard
- Avea
- he
- ajutor
- Înalt
- highlights-uri
- extrem de
- retrospectivă
- Lovit
- găuri
- speranţă
- http
- HTTPS
- idee
- imagine
- in
- Inclusiv
- Creșteri
- independent
- individ
- informații
- inițială
- in schimb
- Institut
- interacţiona
- interacţiuni
- în
- problema
- IT
- ESTE
- jpg
- în mare măsură
- mai mare
- cu laser
- Nume
- legii
- strat
- Aspect
- învățat
- cel mai puțin
- minciună
- ușoară
- mic
- Lung
- cautati
- pierde
- face
- multe
- material
- Materiale
- max-width
- mijloace
- mecanică
- metal
- Metale
- model
- Impuls
- mai mult
- muta
- mult
- my
- nume
- Natură
- necesar
- nu
- Nou
- New York
- New York City
- Zgomot
- notițe
- acum
- număr
- ciudat
- of
- on
- ONE
- în curs de desfășurare
- deschide
- or
- obișnuit
- Altele
- al nostru
- pandemie
- Hârtie
- special
- trecut
- ciudat
- perioadă
- fază
- Fizică
- Lumea fizicii
- imagine
- Loc
- Plato
- Informații despre date Platon
- PlatoData
- poziţii
- posibil
- prezenţă
- prezenta
- proprietăţi
- propunere
- propune
- Împinge
- Puzzle
- Cuantic
- legatura cuantica
- Mecanica cuantică
- particule cuantice
- dezordine
- rată
- realist
- recent
- Roșu
- regim
- legate de
- reprezentate
- cercetători
- Rezistență
- răspuns
- limitat
- rezultat
- REZULTATE
- dezvălui
- s
- spune
- secrete
- servi
- simplu
- mic
- So
- undeva
- Stat
- Încă
- puternic
- tare
- structura
- Studiu
- astfel de
- supraconductoare
- supraconductibilitate
- ia
- echipă
- spune
- decât
- acea
- lor
- Lor
- apoi
- teorie
- Acestea
- ei
- acest
- deşi?
- miniatura
- la
- împreună
- față de
- călătorie
- trata
- adevărat
- se transformă
- Două
- care stau la baza
- înţelegere
- Universal
- universitate
- spre deosebire de
- pe
- us
- de
- a fost
- Cale..
- modalități de
- we
- BINE
- au fost
- Ce
- Ce este
- cand
- care
- OMS
- de ce
- voi
- cu
- în
- Apartamente
- lume
- Greșit
- York
- zephyrnet