Konu atış gürültüsü olduğunda garip metal sessizdir – Fizik Dünyası

ABD ve Avusturya'daki araştırmacılara göre gürültü ölçümleri, "tuhaf bir metalin" elektriği ayrı yük taşıyıcıları yoluyla iletmediğini gösteriyor. Doug Natelson Rice Üniversitesi'nde,  Silke Paschen Viyana Teknik Üniversitesi'ndeki ekip ve meslektaşları, garip bir metalden yapılmış nanotellerde düşük seviyelerde atış gürültüsü ölçtüler. Keşifleri bu ilgi çekici materyallere yeni bir araştırma alanı açabilir.

1950'lerden beri Fermi-sıvı teorisi çoğu metaldeki iletken elektronların davranışını tanımlamada çok iyi bir iş çıkardı. Teoriye göre elektrik akımları, parçacıklara çok benzeyen iletken elektronların kolektif uyarımları olan kuasipartiküllerin hareketi yoluyla ortaya çıkar. Yararlı bir benzetme, kalabalıktaki bir kişinin hareketinin, aynı zamanda yoldan çekilen ve hareketin ardından kalan boşlukları dolduran çevredeki insanların hareketini de içermesidir.

Başarısının bir sonucu olarak Fermi sıvı teorisi, sıradan metallerin "standart modeli" şeklindeki resmi olmayan unvanı kazandı. Ancak parçacık fiziğinin Standart Modeli gibi, teorinin de sınırlarının olduğu biliniyor.

Natelson, "Özellikle son 40 yılda, Fermi sıvı tablosuna uymayan metallerin olduğu ve çoğunun benzer özellikleri paylaştığı açıkça ortaya çıktı" diye açıklıyor.

Cesur argümanlar

Natelson, "Bu garip metallerin arkasında birleştirici bir resmin olup olmadığı konusunda pek çok tartışma var ve bazı cesur argümanlar, kuasipartiküllerin bu sistemlerdeki yük akışının doğru tanımı olmayabileceğini öngörüyor" diyor.

Ekip, çalışmalarında garip bir metaldeki atış gürültüsünü ölçmenin bu fikirleri test etmenin güvenilir bir yolu olup olmadığını araştırdı. Akım ayrı parçacıklar tarafından taşındığından atış gürültüsü sıradan metallerde meydana gelir. Bu, düşük akımlarda, yarı parçacık sayısındaki küçük dalgalanmaların ölçülen akımda dalgalanmalara yol açtığı anlamına gelir ve bu dalgalanmalara atış gürültüsü denir.

Eğer garip metallerde yarı parçacıklar gerçekten yoksa, Natelson ve meslektaşları atış gürültüsünün de olmaması gerektiğini düşündüler. Bu fikri araştırmak için iterbiyum dirhodyum disilisit (YbRh) bileşiğiyle deneyler yaptılar.₂Si₂), en çok araştırılan garip metallerden biridir.

Dolaşmış dönüşler

Natelson, "Bu sistem, her biri farklı sayıda etkin yük taşıyıcısına sahip iki farklı Fermi sıvı durumu arasındaki geçişte garip metal tepkisi gösteriyor" diye açıklıyor. Bu sınıra yakın önceki çalışmalar, elektron yüklerinin spinleriyle derinden karıştığını ve sonuçta elektron yarı parçacıklarının yok olmasına neden olduğunu buldu.

Ekip, ilk kez 1990'larda gerçekleştirilen ve altın da dahil olmak üzere çeşitli sıradan metallerden yapılmış nanotellerdeki atış gürültüsünü dikkatle ölçen deneylerden ilham aldı. Bu ölçümler Fermi sıvı teorisinin tahminleriyle yakından eşleşiyordu.

Araştırmacılar, kendi deneylerinde YbRh'yi biçimlendirmek için yeni bir üretim tekniği kullandılar.₂Si₂ nanoteller ve daha sonra önceki çalışmalarda kullanılan aynı ölçüm prosedürlerini takip etti.

Açıklanamayan sessizlik

"YbRh'deki gürültünün₂Si₂ Natelson, "tellerin kalınlığı altın tellerde görülenden çok daha düşük" diye açıklıyor. "Daha uzun YbRh'deki diğer ölçümler yoluyla₂Si₂ kablolarda, elektron-fonon saçılımının görünüşte bu sistemdeki gürültü bastırılmasını açıklayamayacağını gösterdik."

Garip metaller sırlarını açığa çıkarıyor

Ölçümleri, YbRh gibi garip metallerde yarı parçacıkların bulunmadığına dair güçlü kanıtlar sağlıyor₂Si₂. Bu, bazı fizikçilerin Fermi sıvı teorisinin garip metallerin nasıl davrandığına dair tam bir açıklama sağlayamayacağı yönündeki uzun süredir devam eden şüphelerini desteklemektedir.

Natelson, "Bu oldukça heyecan verici" diyor. "Bu bastırılmış gürültünün diğer tuhaf metallerde de görülüp görülmediğini veya tuhaf metal rejimine girip çıkarak 'geleneksel' ve bastırılmış gürültü arasında ayarlama yapıp yapamayacağımızı test etmek artık önemli." Eğer durum böyleyse, bu heyecan verici yeni bir araştırma alanı açabilir, hatta muhtemelen yeni egzotik metal ailelerine yol açabilir.

Araştırma şu şekilde açıklanmaktadır: Bilim.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/strange-metal-is-quiet-when-it-comes-to-shot-noise/