Elektroner inde i nogle keramiske krystaller ser ud til at forsvinde på en velkendt måde

en, Resistivitet af vores Bi2212 film med p =0,23 som funktion af magnetfelt, ved de angivne temperaturer. Værdien af ρ ved H =55 T er afbildet versus T i supplerende figur 3b i supplerende afsnit 3. b, Modstand som funktion af temperatur, ved H =0 (blå). De røde diamanter er højfeltdata ekstrapoleret til nulfelt ved at passe ρ (H) til a+bH2. Fejlstængerne estimeres ved forskellen [ρ (H =55 T) - ρ (H2 → 0)]/2. Den stiplede linje passer lineært til de røde diamanter. c, Hall -koefficient for vores Bi2212 film som funktion af magnetfelt, ved de angivne temperaturer. Værdien af RH ved H =55 T er afbildet versus T i d. d, Hall-koefficient som funktion af temperaturen for tre cuprater, afbildet som eRH/V, hvor e er elektronladningen og V er volumenet pr. Cu -atom:Bi2212 ved p =0,23 (rød kurve, H =9 T; røde prikker, H = 55 T, c); Nd-LSCO ved p =0,24 (blå, H =16 T; fra ref. 11); PCCO ved x =0,17 (grøn, H =15 T, højre akse; fra ref. 41). Den røde stiplede linje er en guide til øjet. Kredit: Naturfysik (2018). DOI:10.1038/s41567-018-0334-2

Et team af forskere fra Canada, Frankrig og Polen har fundet ud af, at elektroner inde i nogle keramiske krystaller ser ud til at forsvinde i en overraskende, alligevel velkendt måde - muligvis et fingerpeg om årsagen til den "ulige metals" ulige adfærd. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Naturfysik , forskerne beskriver deres eksperimenter for bedre at forstå, hvorfor mærkelige metaller opfører sig, som de gør.

De mærkelige metaller, der henvises til i undersøgelsen, er også kendt som kuprater - materialer, der ved stuetemperatur er dårlige ledere af elektricitet, men ved meget kolde temperaturer er superledere. Deres mærkelighed opstår, når de køler, lige før de bliver superledende - de går ind i en tilstand, hvor elektroner inde i dem ser ud til at sprede energi så hurtigt, som teorien antyder er muligt. Og ingen har været i stand til at forklare, hvordan eller hvorfor dette sker. Lige så underligt, materialernes mærkelighed ser ud til at være forbundet med Planck -konstanten.

For at lære mere om opførsel af mærkelige metaller, når de kommer ind i deres mærkelige tilstand, forskerne udsatte prøver af cuprate Bi ₂ Sr ₂ CaCu ₂ O ₈₊₅ til både høje og lave temperaturer, mens dens modstand og andre egenskaber måles. De rapporterer beviser, der styrker teorier, der tyder på, at elektroner i sådanne materialer organiserer sig i en kvantetilstand, hvor egenskaberne for hver er afhængig af egenskaberne for alle de andre - en såkaldt "maksimalt krypteret" tilstand. Sagt på en anden måde, de fandt beviser for, at alle elektronerne i det mærkelige metal vikler sig sammen med alle de andre. Forskerne foreslår, at en sådan tilstand helt sikkert ville forklare, hvordan elektroner i materialet er i stand til at spredes så hurtigt som teorien tillader det - og hvorfor deres modstand ville være afhængig af Plancks konstant.

Resultaterne tilføjer troværdighed til arbejde fra andre teoretikere, der anvendte teorien om holografisk dualitet til at se på cuprates opførsel - teorien, der gør det muligt at forbinde krypterede kvantepartikler matematisk. Det bruges i øjeblikket af teoretikere til at forklare arten af sorte huller, der eksisterer i en højere dimension.

Sidste artikelSmå lasere tænder immunceller

Næste artikelReduktion af slagkræfterne ved vandindtrængning