Garip minerallerde elektriğin sıvı gibi aktığını görmek: ScienceAlert

Herhangi bir elektrikli cihazdaki bir düğmeyi açmak, devrenin voltajının ritmine göre hareket eden bir dizi yüklü parçacığı serbest bırakır.

Ancak egzotik metaller olarak bilinen tuhaf malzemelerde yapılan yeni bir keşif, elektriğin her zaman adım adım ilerlemediğini ve aslında bazen fizikçilerin parçacıkların doğası hakkında bildiklerimizi sorgulamasına neden olacak şekilde akabildiğini ortaya çıkardı.

Araştırma, iterbiyum, rodyum ve silikonun (YbRh) hassas bir dengesinden yapılmış nanoteller üzerinde gerçekleştirildi.₂kötü₂).

Amerika Birleşik Devletleri ve Avusturya’dan araştırmacılar, bu nanoteller üzerinde bir dizi niceliksel deney gerçekleştirerek, geleneksel şekilde davranmayan metallerdeki elektrik akımlarının doğası hakkındaki tartışmayı çözüme kavuşturmaya yardımcı olabilecek kanıtlar ortaya çıkardılar.

Geçen yüzyılın sonlarında keşfedildi Nispeten yüksek sıcaklıklardaki akımlara karşı direnci olmadığı bilinen bakır bazlı bileşikler sınıfında, Egzotik mineraller Diğer metaller gibi ısıtıldığında elektriğe karşı daha dayanıklı hale gelir.

Ancak bunu biraz tuhaf bir şekilde yapıyor; her sıcaklık artışında direnç belirli bir miktar artıyor.

Sıradan metallerde direnç sıcaklığa bağlı olarak değişir ve malzeme yeterince ısındığında kararlı hale gelir.

Direnç kurallarındaki bu değişiklik, egzotik metallerdeki akımların tamamen aynı şekilde işlemediğini göstermektedir. Bazı nedenlerden dolayı, egzotik metallerdeki yük taşıyan parçacıkların etraflarındaki itişip kakışan parçacıklarla etkileşime girme şekli, ortalama tel demetindeki bir tilt topundaki elektronların zig-zagging yapmasından farklıdır.

Bakır atomlarından oluşan bir tüp boyunca akan negatif yüklü topların akışı olarak tasavvur edebileceğimiz şey biraz daha karmaşıktır. Elektrik, sonuçta, bir dizi parçacığın özelliklerinin, yarı parçacıklar olarak bilinen tek birimler halinde davranacak şekilde uyum sağladığı bir kuantum meselesidir.

Bazı teoriler ve deneyler, bu tür parçacıkların doğru koşullar altında bütünlüklerini kaybedebileceğini öne sürdüğü için, aynı tür yarı parçacıkların egzotik metallerin alışılmadık dirençli davranışlarını açıklayıp açıklayamayacağı açık bir sorudur.

Egzotik metallerdeki elektron akışında yarı parçacıklardan oluşan sabit bir ilerleme olup olmadığını açıklığa kavuşturmak için araştırmacılar, “… Yangın gürültüsü.

Sürünme süresini yavaşlatabilseydiniz, en hassas lazerin bile yaydığı ışık fotonları patlayacak ve cızırdayan pastırma yağının öngörülebilirliğiyle dağılacaktı. Bu “gürültü” kuantum olasılığının bir özelliğidir ve iletken boyunca akan yüklerin ayrıntılarının bir ölçüsünü sağlayabilir.

“Fikir şu ki, eğer bir akımı sürüyorsam, bu bir grup ayrı yük taşıyıcısından oluşur” dedi. o diyor Kıdemli yazar Doug Natelson, ABD’deki Rice Üniversitesi’nde fizikçi.

“Bunlar ortalama bir hızla ulaşıyor, ancak bazen zaman olarak birbirlerine daha yakın oluyorlar, bazen de birbirlerinden daha uzak oluyorlar.”

Ekip, son derece ince YbRh numunesinde atış gürültüsü ölçümleri buldu.₂kötü₂ Elektronlar ve çevreleri arasındaki tipik etkileşimlerin açıklayamayacağı şekillerde büyük ölçüde bastırılmışlardı, bu da kuasipartiküllerin muhtemelen var olmadığını öne sürüyordu.

Bunun yerine yük, geleneksel metallerde bulunan akımlardan daha sıvıya benziyordu ve bu da onu destekleyen bir bulgu. Önerilen model 20 yıldan fazla bir süre önce, Rice Üniversitesi’nden yoğun madde fizikçisi yazar Kimiao Si’ye katkıda bulunarak.

Sıfıra yakın sıcaklıklardaki malzemelerin Si teorisi, belirli konumlardaki elektronların, yarı parçacıklar oluşturmalarına izin veren özellikleri artık paylaşmama şeklini açıklar.

Geleneksel yarı parçacık davranışı prensipte göz ardı edilebilirken, ekip bu “sıvı” akışın nasıl bir form aldığından veya hatta diğer egzotik metalik tariflerde bulunup bulunamayacağından tam olarak emin değil.

“Belki de bu, kuasipartiküllerin iyi tanımlanmış şeyler olmadığının veya var olmadıklarının ve yükün daha karmaşık şekillerde hareket ettiğinin kanıtıdır. Yükün kolektif olarak nasıl hareket ettiği hakkında konuşmak için doğru kelimeleri bulmalıyız.” o diyor Natelson.

Bu araştırma şu tarihte yayınlandı: Bilimler.