Загадка наконец раскрыта. Спустя 37 лет ученые выяснили, почему странные металлы так необычно проводят электричество
В течение 37 лет физики не могли понять, почему странныеметаллы очень экзотическим образом проводят электричество. Однако теперь разгадку нашли, и она способна помочь в создании более совершенных сверхпроводников для квантовых компьютеров.
Исследование на эту тему было опубликовано в журнале Science. Странные металлы — это группа металлов, которая не подчиняется теории ферми-жидкости, описывающей поведение электронов при низких температурах. Последние превращают странные металлы в сверхпроводники с нулевым сопротивлением к потоку электронов.
С высокими температурами обратная ситуация. Нагрев повышает сопротивление во всех металлах, однако в странных металлах — сильнее остальных. Оно растет пропорционально повышению температуры, преодолевая критические отметки.
В свежей работе Аавишкар Патель из нью-йоркского Института Флэтайрон и его коллеги из других университетов США рассказали, с чем связан феномен. По словам исследователей, причиной стало сочетание квантовой запутанности и случайности. Первая описывает корреляции между частицами, которые создают некую общую идентичность. В странных металлах пары запутанных электронов, известные как пары Купера, обладают волнообразными свойствами. Последние при низких температурах помогают электронам проскальзывать через плотный слой атомов.
Однако атомы внутри странных металлов расположены в относительно случайном порядке. Когда температуры повышаются, пары Купера с меньшей вероятностью будут стремится в одном направлении. Это приводит к случайному изменению импульса, которое вызывает дополнительное сопротивление при толчках электронов.
«Это взаимодействие запутанности и неоднородности — новый эффект; он не рассматривался ранее ни для одного материала. Оглядываясь назад, можно сказать, что это очень простая вещь. Долгое время люди излишне усложняли всю эту историю со странными металлами, а это было неправильно», — рассказал Патель.
Напомним, ранее NV Техно писал, как физики построили подземную лабораторию на глубине более полутора километров под землей Южной Дакоты. Объект соорудили для поиска темной материи.
