„Neobični metal“ je neobično tih u eksperimentu sa kvantnom „bukom“

Fizičari nalaze dokaze o egzotičnom transportu naelektrisanja u kvantnom materijalu.

Eksperimenti su dali prve direktne dokaze da struja izgleda teče kroz „neobične metale“ u neobičnom obliku poput tečnosti.

U skladu sa svojim oblikom, kvantni materijal „neobičnog matala“ pokazao se kao neobično tih u nedavnim eksperimentima sa kvantnim šumom na Rajsovom univerzitetu, piše Science Daily.

Preporučujemo

Merenja fluktuacija kvantnog naelektrisanja daju prve direktne dokaze da struja teče kroz neobične metale u neobičnom obliku poput tečnosti koji ne može biti lako objašnjen u terminima kvantovanih paketa naelektrisanja poznatih kao kvazičestice.

Eksperimenti su izvedeni sa nanoskopskim žicama kvantnog kritičnog materijala sa preciznom 1-2-2 proporcijom iterbijuma, rodijuma i silicijuma (YbRh2Si2). Taj materijal sadrži visok stepen kvantnog sprezanja koje proizvodi veoma neobično ponašanje zavisno od temperature, veoma različito od onog u normalnim metalima kao što su srebro ili zlato.

U takvim normalnim metalima, svaka kvazičestica, ili diskretna komponenta naelektrisanja je proizvod neizmernog broja malenih interakcija između bezbrojnih elektrona. Prvi put predstavljena pre 67 godina, kvazičestica je koncept koji fizičari koriste da prikažu kombinovani efekat tih interakcija kao jedan kvantni objekat u cilju kvantnih mehaničkih kalkulacija.

Neke ranije studije su ukazale da naelektrisanje u neobičnom metalu možda neće biti prenošeno takvim kvazičesticama. Merenje fluktuacija kvantnog naelektrisanja omogućilo je prve direktne empirijske pokazatelje za testiranje te ideje.

Merenje fluktuacija kvantnog naelektrisanja je način da se vidi kolika je granulacija naelektrisanja dok prolazi kroz nešto, tj. koliko su odvojeni diskretni nosioci naelektrisanja.

Eksperiment je zahtevao nanoskopske dimenzije kristala YbRh2Si2. Stoga su bili potrebni ekstremno tanki, ali savršeni kristalni filmovi. Zatim je trebalo očuvati taj nivo savršenosti prilikom pravljenja žica od tih tankih filmova koji su oko 5.000 puta uži od ljudske vlasi.

Nizak šum je pružio sveže uvide u način kako se nosioci struje naelektrisanja prepliću sa drugim agensima kvantne kritičnosti koja je u osnovi neobične metaličnosti. U ovoj teoriji, elektroni su gurnuti na ivicu lokalizacije, a kvazičestice su izgubljene svugde na Fermi površini.

Veliko je pitanje da li se slično ponašanje može naći kod nekog ili kod svih od desetina drugih jedinjenja koja ispoljavaju neobično metalno ponašenje.

Ova neobična metaličnost se pojavljuje u mnogim različitim fizičkim sistemima, uprkos činjenici da je mikroskopska, temeljna fizika vrlo različita. U superprovodnicima od bakar-oksida, na primer, mikroskopska fizika je vrlo, vrlo drugačija nego u sistemu sa teškim fermionima koji posmatramo.

Izgleda da svi oni imaju tu temperaturnu otpornost karakterističnu za neobične metale i možda se dešava nešto nezavisno od toga koji su mikroskopski gradivni blokovi u njima.

(Telegraf Nauka/Science Daily/D.M.)