Физики объяснили необычные свойства «странных металлов»

Исследователи определили механизм, который отвечает за необычное поведение «странных металлов».

Исследователи из Центра вычислительной квантовой физики Института Флэтайрона разработали теорию, которая объясняет почему в «странных металлах» течение электронов при низких температурах отличается от других ферми-жидкостей. Эта загадка ставила в тупик квантовых физиков на протяжении 40 лет.

«Странные металлы» часто являются сверхпроводниками при очень низких температурах. Но при нагреве до критического уровня сопротивление в этих материалах начинает расти линейно и достигает больших значений. Это соотношение означает, например, что странный металл при нормальных условиях сопротивляется потоку электронов больше, чем обычный, такой как золото или медь.

Изменение удельного сопротивления в обычных и «странных» металлах. Изображение: Lucy Reading-Ikkanda, Simons Foundation

Идея ученых основана на сочетании двух свойств «странных металлов». Во-первых, их электроны могут быть квантово-механически запутаны друг с другом и остаются в таком состоянии даже на большом расстоянии. Во-вторых, «странные металлы» отличаются неоднородным, лоскутным расположением атомов.

Неравномерность расположения атомов означает, что запутывания электронов различаются в зависимости от того, где оно произошло, объясняют физики. Это разнообразие добавляет хаотичности импульсу электронов, когда они движутся через материал и взаимодействуют друг с другом. 

Электроны в таком материале не текут в едином потоке, а толкают друг друга во всех направлениях, что приводит к электрическому сопротивлению. Поскольку частота столкновений изменяется с ростом температуры, электрическое сопротивление также увеличивается.

Исследователи полагают, что лучшее понимание свойств таких материалов поможет физикам разрабатывать и настраивать новые сверхпроводники, например, для квантовых вычислений.


Читать далее:

Исследователи предлагают «засеять» поля камнями для борьбы с парниковыми газами

Сахар влияет на «пластичность» мозга, помогая в обучении и памяти

Японцы специально деформировали детские черепа 1 800 лет назад и ученые не знают почему

Изображение на обложке: Lucy Reading-Ikkanda, Simons Foundation

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Найден способ экспоненциально повысить точность квантовых часов
Наука
Найдено крупнейшее облако заряженных частиц: оно в 20 раз больше Млечного Пути
Космос
Роботов научили определять местоположение людей на слух
Новости
Физики установили новый мировой рекорд точности работы кубита
Наука
Ученые восстановили пути миграции неандертальцев из Европы в Сибирь
Наука
В Китае создали ИИ для проектирования чипов: он справился за несколько дней
Новости
Четыре спутника НАСА наблюдали гигантский выброс плазмы на Солнце
Космос
Математики МГУ описали движение веществ в организме человека
Наука
В Стэнфорде создали вращающееся устройство, которое удаляет тромбы
Наука
В космосе впервые обнаружили гигантскую молекулу с 24 атомами углерода
Космос
Из-за отказа от прививок в России растет заболеваемость корью и коклюшем
Наука
Инженеры создали мягкого робота, который управляется лазерными лучами
Новости
В Apple усомнились в способности существующих моделей ИИ рассуждать
Новости
В IBM назвали сроки создания первого масштабного квантового компьютера
Новости
Посмотрите с орбиты Марса на гигантский вулкан, возвышающийся над облаками
Космос
В России приняли закон о создании единого национального мессенджера
Новости
Ученые выяснили, почему у летучих мышей «долгожителей» не бывает рака
Наука
Открыт прием заявок на премию «Промышленная робототехника»
Иннополис
Геофизик записал альбом из «музыки» сейсмических волн месторождения нефти
Новости
В желудке зауропода нашли остатки пищи: травоядный гигант глотал растения целиком
Наука