Teoretikere undersøger forholdet mellem mærkelige metaller og høj-temperatur superledere

Mærkelige metaller gør interessante sengekammerater til et fænomen kendt som høj temperatur superledning, som gør det muligt for materialer at transportere elektricitet uden tab.

Begge er regelbryder. Mærkelige metaller opfører sig ikke som almindelige metaller, hvis elektroner virker uafhængigt; i stedet opfører deres elektroner sig på en usædvanlig kollektiv måde. For deres del, superledere ved høj temperatur fungerer ved meget højere temperaturer end konventionelle superledere; hvordan de gør dette er stadig ukendt.

I mange høj temperatur superledere, ændring af temperaturen eller antallet af fritstrømmende elektroner i materialet kan vende det fra en superledende tilstand til en mærkelig metaltilstand eller omvendt.

Forskere forsøger at finde ud af, hvordan disse tilstande hænger sammen, del af en 30-årig søgen efter at forstå, hvordan højledende superledere fungerer, så de kan udvikles til en lang række potentielle applikationer, fra maglev -tog til perfekt effektive kraftoverførselslinjer.

I et papir, der blev offentliggjort i dag i Videnskab , teoretikere ved Stanford Institute for Materials and Energy Sciences (SIMES) ved Department of Energy's SLAC National Accelerator Laboratory rapporterer, at de har observeret mærkelig metallicitet i Hubbard -modellen. Dette er en mangeårig model til simulering og beskrivelse af materialers adfærd med stærkt korrelerede elektroner, hvilket betyder, at elektronerne går sammen om at producere uventede fænomener frem for at handle uafhængigt.

Selvom Hubbard -modellen er blevet undersøgt i årtier, med nogle antydninger af mærkelig metallisk adfærd, dette var første gang mærkelig metallicitet var set i Monte Carlo -simuleringer, hvor milliarder af separate og lidt forskellige beregninger er gennemsnitlige for at frembringe et upartisk resultat. Dette er vigtigt, fordi fysikken i disse systemer kan ændre sig drastisk og uden advarsel, hvis der indføres tilnærmelser.

SIMES -teamet var også i stand til at observere mærkelig metallicitet ved de laveste temperaturer, der nogensinde er udforsket med en uvildig metode - temperaturer, hvor konklusionerne fra deres simuleringer er meget mere relevante for eksperimenter.

Forskerne sagde, at deres arbejde danner grundlag for at forbinde teorier om mærkelige metaller med modeller af superledere og andre stærkt korrelerede materialer.