Виждане на електричество, течащо като течност в странни минерали: ScienceAlert

Завъртането на превключвател на всеки тип електрическо устройство освобождава набор от заредени частици, които се движат в ритъма на напрежението на веригата.

Но ново откритие в странни материали, известни като екзотични метали, установи, че електричеството не винаги се движи на стъпки и всъщност понякога може да кърви по начин, който кара физиците да се съмняват в това, което знаем за природата на частиците.

Изследването е проведено върху нанопроводници, направени от прецизен баланс на итербий, родий и силиций (YbRh).₂лошо₂).

Провеждайки поредица от количествени експерименти върху тези нанопроводници, изследователи от Съединените щати и Австрия откриха доказателства, които биха могли да помогнат за разрешаване на дебата за естеството на електрическите токове в метали, които не се държат по конвенционален начин.

Открит е в края на миналия век В клас съединения на основата на мед, за които е известно, че нямат устойчивост на токове при относително високи температури, Екзотични минерали Той става по-устойчив на електричество при нагряване, както всеки друг метал.

Въпреки това, той прави това по малко странен начин, при който съпротивлението се увеличава с определено количество за всеки градус на повишаване на температурата.

При обикновените метали устойчивостта варира в зависимост от температурата и се стабилизира, когато материалът стане достатъчно горещ.

Тази вариация в правилата за съпротивление показва, че токовете в екзотичните метали не действат по абсолютно същия начин. По някаква причина начинът, по който носещите заряд частици в екзотичните метали взаимодействат с блъскащите се частици около тях, е различен от зигзагообразното движение на електрони във флипер в средната жична нишка.

Това, което можем да си представим като поток от отрицателно заредени топки, преминаващи през тръба от медни атоми, е малко по-сложно. Електричеството в крайна сметка е квантова материя, където свойствата на определен брой частици се хармонизират, за да се държат като единични единици, известни като квазичастици.

Дали едни и същи типове квазичастици обясняват необичайното резистивно поведение на екзотичните метали е открит въпрос, тъй като някои теории и експерименти предполагат, че такива частици могат да загубят своята цялост при правилните условия.

За да изяснят дали има стабилен марш на квазичастиците в потока от електрони в екзотичните метали, изследователите са използвали феномен, наречен… Шум от пожар.

Ако можехте да забавите времето до пълзене, фотоните на светлината, излъчвана дори от най-прецизния лазер, биха избухнали и се разпръснали с цялата предвидимост на цвъртяща мазнина от бекон. Този „шум“ е характеристика на квантовата вероятност и може да предостави мярка за детайлите на зарядите, докато те протичат през проводника.

„Идеята е, че ако управлявам ток, той е съставен от куп отделни носители на заряд“, каза той. Той казва Старши автор Дъг Нателсън, физик от университета Райс в САЩ.

„Те пристигат със средна скорост, но понякога са по-близо един до друг във времето, а понякога са по-далеч един от друг.“

Екипът откри измервания на шум от изстрел в тяхната изключително тънка проба от YbRh₂лошо₂ Те бяха силно потиснати по начини, които типичните взаимодействия между електроните и тяхната среда не могат да обяснят, което предполага, че квазичастиците вероятно не съществуват.

Вместо това зарядът е бил по-течен от токовете, открити в конвенционалните метали, откритие, което го подкрепя Предложен модел Преди повече от 20 години от автора Кимиао Си, физик на кондензираната материя от университета Райс.

Si теорията на материалите при температури близки до нулата описва начина, по който електроните в определени места вече не споделят свойства, които им позволяват да образуват квазичастици.

Докато конвенционалното поведение на квазичастиците може да бъде изключено по принцип, екипът не е напълно сигурен каква форма приема този „течен“ поток или дори дали може да бъде намерен в други екзотични метални рецепти.

„Може би това е доказателство, че квазичастиците не са добре дефинирани неща или не съществуват и зарядът се движи по по-сложни начини. Трябва да намерим правилния речник, за да говорим за това как зарядът се движи колективно.“ Той казва Нателсън.

Това изследване е публикувано в науки.