При температурах в межах кількох градусів абсолютного нуля відношення теплопровідності матеріалу до його електропровідності має бути пропорційним його температурі. Цей принцип, відомий як закон Відемана-Франца, був вперше сформульований у 1853 році, але в міру того, як наше розуміння фізики конденсованого середовища зростало, його обсяг було змінено таким чином, що він застосовується лише в тому випадку, якщо ті самі квазічастинки відповідають за перенесення тепла та заряду. У квантових матеріалах, де електрони дуже сильно взаємодіють, це не повинно зберігатися.
Принаймні так вважалося. Теоретики на чолі з Вень Ван в Міністерство енергетики США Національна лабораторія прискорень SLAC та Стенфордський університет тепер виявили, що закон повинен і надалі виконуватися в межах одного типу квантового матеріалу: надпровідників із оксиду міді (купрату). Ці матеріали відомі як нетрадиційні надпровідники, і вони проводять електрику без опору при відносно високих температурах порівняно зі своїми звичайними аналогами. Це відкриття означає, що фізикам не доведеться вдаватися до надто спрощених і концептуально проблематичних припущень, що стосуються квазічастинок або рівнянь Больцмана, коли прогнозують, як повинні поводитися електрони в цих так званих сильно корельованих матеріалах.
Моделювання ферміонів як електронів, які стрибають між фіксованими вузлами
У своєму дослідженні Ван і його колеги поєднали детермінантний квантовий алгоритм Монте-Карло (DQMC) з технікою, яка називається аналітичним продовженням максимальної ентропії, і застосували її до моделі Хаббарда купратного матеріалу. Ця модель представляє електрони як ферміони, які стрибають між фіксованими вузлами на решітці та взаємодіють один з одним, коли вони займають той самий сайт ґратки. Він широко використовується для моделювання та опису систем, у яких електрони взаємодіють один з одним, а не поводяться як незалежні сутності, і він контрастує з альтернативною системою Больцмана, яка визначає електрони як окремі квазічастинки.
Нетрадиційний надпровідник навіть дивніший, ніж очікувалося
Фізики виявили, що якщо взяти до уваги лише транспорт електронів, число Лоренца купратів – їх співвідношення теплопровідності до електропровідності, поділене на температуру – наближається до значення, передбаченого законом Відемана-Франца. Команда припускає, що інші фактори, такі як коливання решітки (або фонони), які не включені в модель Хаббарда, можуть бути відповідальними за розбіжності, які спостерігаються в експериментах на сильно корельованих матеріалах, які створюють враження, ніби закон не застосовується. Їхні результати можуть допомогти фізикам інтерпретувати ці експериментальні спостереження і, зрештою, можуть привести до кращого розуміння того, наскільки сильно корельовані системи можуть бути використані в таких програмах, як обробка даних і квантові обчислення.
Тепер команда планує розвивати результат, досліджуючи інші транспортні канали, такі як теплові ефекти Холла. «Це поглибить наше розуміння теорій транспорту в сильно корельованих матеріалах», — розповідає Ван Світ фізики.
Це дослідження опубліковано в наука.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
- PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
- джерело: https://physicsworld.com/a/170-year-old-physical-law-unexpectedly-holds-true-in-high-temperature-superconductors/
- :є
- : ні
- :де
- 120
- a
- абсолют
- прискорювач
- рахунки
- алгоритм
- тільки
- альтернатива
- Аналітичний
- та
- з'являтися
- застосування
- прикладної
- застосовується
- Застосовувати
- підходи
- ЕСТЬ
- AS
- припущення
- At
- BE
- Краще
- між
- синій
- обидва
- будувати
- але
- by
- званий
- проведення
- канали
- заряд
- колеги
- комбінований
- порівняний
- обчислення
- Концептуально
- Проводити
- продовження
- продовжувати
- контрасти
- звичайний
- Мідь
- може
- аналоги
- дані
- обробка даних
- Поглибити
- Визначає
- відділ
- описують
- чіткий
- розділений
- робить
- кожен
- ефекти
- електрика
- електрони
- працевлаштований
- енергія
- юридичні особи
- рівняння
- Навіть
- експериментальний
- Експерименти
- Дослідження
- фактори
- кілька
- виявлення
- Перший
- фіксованою
- для
- знайдений
- Рамки
- від
- виросла
- звички
- зал
- Мати
- допомога
- Високий
- тримати
- тримає
- Як
- HTTP
- HTTPS
- if
- in
- включені
- незалежний
- інформація
- взаємодіяти
- взаємодіючих
- в
- за участю
- питання
- IT
- ЙОГО
- JPG
- відомий
- лабораторія
- закон
- вести
- Led
- залишити
- зробити
- матеріал
- Матеріали
- макс-ширина
- максимальний
- засоби
- може бути
- модель
- National
- зараз
- номер
- of
- on
- ONE
- тільки
- or
- Інше
- наші
- фізичний
- Фізика
- Світ фізики
- плани
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- передвіщений
- прогнозування
- представити
- принцип
- проблематичний
- обробка
- опублікований
- Квантовий
- квантові обчислення
- швидше
- співвідношення
- червоний
- райони
- щодо
- представлений
- представляє
- Опір
- курорт
- відповідальний
- результат
- результати
- право
- то ж
- сфера
- Повинен
- сторона
- сайт
- сайти
- So
- Станфорд
- сильно
- Вивчення
- такі
- пропонувати
- Надпровідність
- Systems
- прийняті
- команда
- техніка
- розповідає
- ніж
- Що
- Команда
- закон
- їх
- теплової
- Ці
- вони
- це
- думка
- слайдами
- до
- перевезення
- правда
- тип
- Зрештою
- нетрадиційний
- розуміння
- значення
- дуже
- ван
- Тепліше
- було
- коли
- який
- широко
- волі
- з
- в
- без
- світ
- зефірнет
- нуль