Vidět proudění elektřiny jako kapalina v podivných minerálech: ScienceAlert

Vidět proudění elektřiny jako kapalina v podivných minerálech: ScienceAlert

Přepnutím spínače na jakémkoli typu elektrického zařízení se uvolní pole nabitých částic, které se pohybují v rytmu napětí obvodu.

Ale nový objev v podivných materiálech známých jako exotické kovy zjistil, že elektřina se ne vždy pohybuje v krocích a ve skutečnosti může někdy krvácet způsobem, který fyziky nutí zpochybňovat, co víme o povaze částic.

Výzkum byl proveden na nanovláknech vyrobených z přesné rovnováhy ytterbia, rhodia a křemíku (YbRh).2špatný2).

Provedením série kvantitativních experimentů na těchto nanodrátech odhalili vědci ze Spojených států a Rakouska důkazy, které by mohly pomoci urovnat debatu o povaze elektrických proudů v kovech, které se nechovají konvenčním způsobem.

Byl objeven na konci minulého století Ve třídě sloučenin na bázi mědi, o kterých je známo, že nemají odolnost vůči proudům při relativně vysokých teplotách, Exotické minerály Při zahřívání se stává odolnější vůči elektřině, stejně jako jakýkoli jiný kov.

Dělá to však poněkud zvláštním způsobem, kdy se odpor zvyšuje o určitou hodnotu za každý stupeň nárůstu teploty.

U běžných kovů se odpor mění v závislosti na teplotě a stabilizuje se, jakmile se materiál dostatečně zahřeje.

Tato změna v pravidlech odporu ukazuje, že proudy v exotických kovech nefungují přesně stejným způsobem. Z nějakého důvodu se způsob, jakým částice nesoucí náboj v exotických kovech interagují s narážejícími se částicemi kolem nich, liší od kličkování elektronů v pinballu v průměrném drátu.

To, co bychom si mohli představit jako proud záporně nabitých kuliček protékajících trubicí z atomů mědi, je o něco složitější. Elektřina je v konečném důsledku kvantová záležitost, kde se vlastnosti řady částic harmonizují, aby se chovaly jako samostatné jednotky známé jako kvazičástice.

Zda stejné typy kvazičástic vysvětlují neobvyklé odporové chování exotických kovů, je otevřenou otázkou, protože některé teorie a experimenty naznačují, že takové částice mohou za správných podmínek ztratit svou integritu.

READ  Vesmírný teleskop Jamese Webba NASA úspěšně dokončil test za 10 miliard dolarů

K objasnění, zda existuje stálý pochod kvazičástic v toku elektronů v exotických kovech, použili vědci jev zvaný… Hluk ohně.

Pokud byste mohli zpomalit čas na plazení, fotony světla vyzařovaného i tím nejpřesnějším laserem by explodovaly a rozprchly se s veškerou předvídatelností prskajícího tuku ze slaniny. Tento „šum“ je rysem kvantové pravděpodobnosti a může poskytnout měřítko podrobností nábojů, jak proudí vodičem.

„Myšlenka je taková, že když poháním proud, skládá se z hromady samostatných nosičů náboje,“ řekl. On říká Vedoucí autor Doug Natelson, fyzik na Rice University v USA.

„Ty přicházejí průměrnou rychlostí, ale někdy jsou u sebe v čase blíže a někdy jsou od sebe dále.“

Tým našel měření hluku výstřelu ve svém extrémně tenkém vzorku YbRh2špatný2 Byly značně potlačeny způsoby, které typické interakce mezi elektrony a jejich prostředím nemohly vysvětlit, což naznačuje, že kvazičástice pravděpodobně neexistovaly.

Místo toho byl náboj více tekutý než proudy nalezené v konvenčních kovech, což je nález, který to podporuje Navrhovaný model Před více než 20 lety přispívajícím autorem Kimiao Si, fyzikem kondenzovaných látek z Rice University.

Si teorie materiálů při teplotách blízkých nule popisuje způsob, jakým elektrony na konkrétních místech již nesdílejí vlastnosti, které jim umožňují tvořit kvazičástice.

Zatímco konvenční chování kvazičástic lze v zásadě vyloučit, tým si není zcela jistý, jakou formu tento „tekutý“ proud má, ani zda jej lze nalézt v jiných exotických kovových recepturách.

„Možná je to důkaz, že kvazičástice nejsou dobře definované věci nebo neexistují a náboj se pohybuje složitějšími způsoby. Musíme najít správný slovník, abychom mohli mluvit o tom, jak se náboj pohybuje kolektivně.“ On říká Natelson.

Tento výzkum byl publikován v vědy.

You May Also Like

About the Author: Waldo Kemp

"Hudební učenec. Spisovatel. Zlý slanina evangelista. Hrdý twitter narkoman. Myslitel. Milovník internetu. Jemně okouzlující hráč."

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *