При температурах в пределах нескольких градусов от абсолютного нуля отношение теплопроводности материала к его электропроводности должно быть пропорционально его температуре. Этот принцип, известный как закон Видемана-Франца, был впервые сформулирован в 1853 году, но по мере того, как наше понимание физики конденсированного состояния росло, его сфера применения была изменена так, что он применим только в том случае, если одни и те же квазичастицы ответственны за перенос тепла и заряда. В квантовых материалах, где электроны взаимодействуют очень сильно, этого не должно быть.
Или так считалось. Теоретики во главе с Вэнь Ван Министерство энергетики США Национальная лаборатория ускорителей SLAC и Стэнфордский университет теперь обнаружили, что этому закону следует по-прежнему подчиняться в одном типе квантового материала: сверхпроводниках из оксида меди (купрата). Эти материалы известны как нетрадиционные сверхпроводники, и они проводят электричество без сопротивления при относительно высоких температурах по сравнению с их обычными аналогами. Это открытие означает, что физикам не придется прибегать к упрощенным и концептуально проблематичным предположениям, включающим квазичастицы или уравнения Больцмана, при прогнозировании того, как должны вести себя электроны в этих так называемых сильно коррелированных материалах.
Моделирование фермионов как электронов, которые прыгают между фиксированными местами
В своем исследовании Ван и его коллеги объединили детерминантный квантовый алгоритм Монте-Карло (DQMC) с методом, называемым аналитическим продолжением максимальной энтропии, и применили его к модели Хаббарда купратного материала. Эта модель представляет электроны как фермионы, которые прыгают между фиксированными узлами решетки и взаимодействуют друг с другом, когда занимают один и тот же узел решетки. Он широко используется для моделирования и описания систем, в которых электроны взаимодействуют друг с другом, а не ведут себя как независимые объекты, и он контрастирует с альтернативной структурой Больцмана, которая определяет электроны как отдельные квазичастицы.
Нетрадиционный сверхпроводник оказался еще более странным, чем ожидалось
Физики обнаружили, что если принять во внимание только электронный транспорт, число Лоренца купратов (отношение их теплопроводности к электропроводности, деленное на температуру) приближается к значению, предсказанному законом Видемана-Франца. Команда предполагает, что другие факторы, такие как колебания решетки (или фононы), которые не включены в модель Хаббарда, могут быть ответственны за расхождения, наблюдаемые в экспериментах с сильно коррелированными материалами, из-за которых создается впечатление, будто закон не применяется. Их результаты могут помочь физикам интерпретировать эти экспериментальные наблюдения и в конечном итоге привести к лучшему пониманию того, как сильно коррелированные системы могут использоваться в таких приложениях, как обработка данных и квантовые вычисления.
Теперь команда планирует развивать результат, исследуя другие каналы переноса, такие как тепловые эффекты Холла. «Это углубит наше понимание теорий переноса в сильно коррелированных материалах», — говорит Ван. Мир физики.
Настоящее исследование опубликовано в Наука.
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- Источник: https://physicsworld.com/a/170-year-old-physical-law-unexpectedly-holds-true-in-high-temperature-superconductors/
- :является
- :нет
- :куда
- 120
- a
- Absolute
- ускоритель
- Учетная запись
- алгоритм
- в одиночестве
- альтернатива
- аналитический
- и
- появиться
- Приложения
- прикладной
- применяется
- Применить
- подходы
- МЫ
- AS
- предположения
- At
- BE
- Лучшая
- между
- Синии
- изоферменты печени
- строить
- но
- by
- под названием
- проведение
- каналы
- заряд
- коллеги
- сочетании
- сравненный
- вычисление
- Концептуально
- Проводить
- продолжение
- продолжать
- контрасты
- обычный
- Медь
- может
- коллегами
- данным
- обработка данных
- углублять
- Определяет
- Кафедра
- описывающих
- отчетливый
- Разделенный
- приносит
- каждый
- эффекты
- электричество
- электронов
- занятых
- энергетика
- лиц
- уравнения
- Даже
- экспериментальный
- Эксперименты
- Исследование
- факторы
- несколько
- обнаружение
- Во-первых,
- фиксированной
- Что касается
- найденный
- Рамки
- от
- выросли
- привычки
- серый
- Есть
- помощь
- High
- держать
- имеет
- Как
- HTTP
- HTTPS
- if
- in
- включены
- независимые
- информация
- взаимодействовать
- взаимодействующий
- в
- с участием
- вопрос
- IT
- ЕГО
- JPG
- известный
- лаборатория
- закон
- вести
- привело
- оставил
- сделать
- материала
- материалы
- макс-ширина
- максимальный
- означает
- может быть
- модель
- национальный
- сейчас
- номер
- of
- on
- ONE
- только
- or
- Другое
- наши
- физический
- Физика
- Мир физики
- Планы
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- предсказанный
- прогнозирования
- представить
- принцип
- проблематичный
- обработка
- опубликованный
- Квантовый
- квантовые вычисления
- скорее
- соотношение
- Red
- районы
- относительно
- представленный
- представляет
- Сопротивление
- курорт
- ответственный
- результат
- Итоги
- правую
- то же
- сфера
- должен
- сторона
- сайте
- Сайтов
- So
- Стэнфорд
- сильно
- Кабинет
- такие
- предлагать
- Сверхпроводимость
- системы
- приняты
- команда
- техника
- говорит
- чем
- который
- Ассоциация
- закон
- их
- тепловой
- Эти
- они
- этой
- мысль
- миниатюрами
- в
- перевозки
- правда
- напишите
- В конечном счете
- нетрадиционный
- понимание
- ценностное
- очень
- Ван
- Грелка
- законопроект
- когда
- который
- широко
- будете
- в
- без
- Мир
- зефирнет
- нуль