Az elektromosság folyadékként áramlása furcsa ásványokban: ScienceAlert

Bármilyen elektromos eszköz kapcsolójának megfordítása feltöltött részecskék tömbjét szabadítja fel, amelyek az áramkör feszültségének ritmusára mozognak.

Az egzotikus fémeknek nevezett furcsa anyagokkal kapcsolatos új felfedezés azonban azt találta, hogy az elektromosság nem mindig mozog lépésenként, sőt néha oly módon vérzik, hogy a fizikusok megkérdőjelezik, mit tudunk a részecskék természetéről.

A kutatást az itterbium, ródium és szilícium (YbRh) pontos egyensúlyából készült nanohuzalokon végezték.₂rossz₂).

Az Egyesült Államok és Ausztria kutatói kvantitatív kísérletek sorozatával ezeken a nanovezetékeken olyan bizonyítékokat tártak fel, amelyek segíthetnek rendezni a nem hagyományos módon viselkedő fémek elektromos áramainak természetéről szóló vitát.

A múlt század végén fedezték fel A rézalapú vegyületek egy osztályában, amelyekről ismert, hogy viszonylag meleg hőmérsékleten nincs ellenállás az áramokkal szemben, Egzotikus ásványok Hevítés közben ellenállóbbá válik az elektromossággal szemben, akárcsak bármely más fém.

Ezt azonban kissé furcsa módon teszi, ahol az ellenállás minden hőmérséklet-emelkedésnél egy bizonyos mértékben megnő.

A közönséges fémeknél az ellenállás a hőmérséklettől függően változik, és stabilizálódik, ha az anyag eléggé felforrósodik.

Az ellenállási szabályok ezen eltérése azt jelzi, hogy az egzotikus fémek áramai nem működnek pontosan ugyanúgy. Valamilyen oknál fogva az egzotikus fémek töltéshordozó részecskéi és a körülöttük lökdösődő részecskék kölcsönhatása eltér attól, ahogy az elektronok cikáznak egy flipperben az átlagos huzalszálban.

Amit úgy képzelnénk el, mint egy rézatomokból álló csövön átfolyó negatív töltésű golyók áramlását, az egy kicsit összetettebb. Az elektromosság végső soron kvantumanyag, ahol számos részecske tulajdonságai harmonizálnak, hogy kvázirészecskéknek nevezett egységként viselkedjenek.

Az, hogy ugyanazok a kvázirészecskék magyarázzák-e az egzotikus fémek szokatlan ellenállási viselkedését, nyitott kérdés, mivel egyes elméletek és kísérletek azt sugallják, hogy az ilyen részecskék megfelelő körülmények között elveszíthetik integritásukat.

Annak tisztázására, hogy a kvázirészecskék egyenletesen haladnak-e az elektronok áramlásában egzotikus fémekben, a kutatók az úgynevezett jelenséget használták… Tűzzaj.

Ha le tudná lassítani az időt, még a legprecízebb lézer által kibocsátott fényfotonok is felrobbannának és szétszóródnának a sercegő szalonnazsír kiszámíthatóságával. Ez a „zaj” a kvantumvalószínűség jellemzője, és mérheti a vezetőn átáramló töltések részleteit.

„Az ötlet az, hogy ha áramot vezetek, az egy csomó különálló töltéshordozóból áll” – mondta. Mondja Doug Natelson vezető szerző, az amerikai Rice Egyetem fizikusa.

„Ezek átlagosan érkeznek, de néha időben közelebb vannak egymáshoz, néha pedig távolabb vannak egymástól.”

A csapat a lövészaj mérését találta a rendkívül vékony YbRh mintájában₂rossz₂ Nagymértékben elnyomták őket oly módon, hogy az elektronok és környezetük közötti tipikus kölcsönhatások nem tudtak megmagyarázni, ami arra utal, hogy a kvázirészecskék valószínűleg nem léteznek.

Ehelyett a töltés folyadékszerűbb volt, mint a hagyományos fémekben található áramok, ami ezt alátámasztja. Javasolt modell Több mint 20 évvel ezelőtt Kimiao Si közreműködő szerzőtől, a Rice Egyetem kondenzált anyag fizikusától.

Az anyagok Si-elmélete nullához közeli hőmérsékleten azt a módot írja le, ahogyan az elektronok bizonyos helyeken már nem osztoznak olyan tulajdonságokkal, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy kvázi részecskéket képezzenek.

Míg a hagyományos kvázirészecskék viselkedése elvileg kizárható, a csapat nem teljesen biztos abban, hogy ez a „folyékony” patak milyen formát ölt, és még azt sem, hogy más egzotikus fémreceptekben is megtalálható-e.

„Talán ez a bizonyíték arra, hogy a kvázirészecskék nem jól meghatározott dolgok, vagy nem léteznek, és a töltés összetettebb módon mozog. Meg kell találnunk a megfelelő szókincset, hogy beszéljünk arról, hogyan mozog a töltés együttesen.” Mondja Natelson.

Ez a kutatás ben jelent meg Tudományok.