Ученых шокировало поведение электрического тока в странных металлах

Находясь в промежуточной зоне между диэлектриками и проводниками, удивительные металлы имеют свободные электроны, способные переносить электрический заряд. однако они не отвечают критериям полной проводимости.

Читайте на сайте Астрономы открыли вторую по мощности заряженную космическую частицу, однако не нашли ее источники

Синтез квантовой и классической физики дал определенное понимание этих материалов. Однако недавние открытия указывают на то, что наше понимание электрического тока, краеугольного камня современной физики, может быть ложным.

Как мы понимаем электричество

Доминирующая теория электрического тока основывается на переносе заряда квазичастицами, являющимися проявлением коллективных действий электронов. Дискретность электрического тока обычно проявляется в виде дробного шума, характеризующегося всплесками, а не последовательным и равномерным переносом заряда.

Загадочное поведение тока в удивительных металлах

Пытаясь разгадать тайну, как протекает ток в странных металлах, ученые сконструировали нанопроводники из соединения итербия, родия и кремния (YbRh2Si2).

Эти нанопроводчики, размером 200 нм на 600 нм, относятся к категории странных металлов и демонстрируют нетипичные свойства вблизи абсолютного нуля.

Объяснение! Странные металлы – группа металлов, демонстрирующих поведение, противоречащее известной теории жидкости Ферми, объясняющей поведение электронов при низких температурах.

Цель эксперимента. В ходе исследования ученые тщательно отследили движение электронов, предполагая, что они следуют ожидаемому поведению дискретных групп, действующих как квазичастицы. Однако неожиданный результат показал, что электрический ток протекал плавно, без ожидаемых дробных шумовых флуктуаций, подобно воде в широком желобе.

В сущности, заряд, казалось, передавался частично, словно без электронов, что бросает вызов традиционному пониманию.

Это повышает вероятность того, что что-то другое, чем электроны, может быть носителем заряда в металлах, привлекая еще не изученные квантовые эффекты.

Смотрите также Грандиозное открытие: ученые впервые зафиксировали вихревые структуры поля в обычных материалах

Почему это важно

Понимание этих явлений потенциально может раскрыть тайну достижения сверхпроводимости при обычных температурах. Поведение удельного сопротивления в странных металлах значительно отличается от традиционных металлов вблизи абсолютного нуля, где вместо внезапного скачка от нуля до высокого удельного сопротивления он растет постепенно и линейно.

Если ученым удастся распространить это поведение на более высокие температуры, это может иметь значительные последствия для энергетики, проложив путь более эффективного и практического применения сверхпроводимости. Однако путь к таким открытиям остается окутан особенной и загадочной природой удивительных металлов.