Сегодня 14 ноября 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные нашли объяснение «странным металлам», которые 40 лет ставили науку в тупик

Свыше 40 лет физики не могли объяснить поведение «странных металлов», которые при сильном охлаждении вели себя не так, как обычные металлы. Если в обычных металлах возникала сверхпроводимость и мгновенно исчезала на какой-то чёткой температурной отметке, то сопротивление странных металлов при изменении температуры менялось линейно. Этому не было внятного объяснения, пока это недавно не сделали физики из США.

 Источник изображения: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation

Источник изображения: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation

Комплексное обоснование теории поведения странных металлов — металлов, которые не подчиняются теории ферми-жидкости, — сделали руководитель проекта Аавишкар Патель (Aavishkar Patel) из Центра вычислительной квантовой физики (CCQ) Flatiron Institute в Нью-Йорке и физики Хаоя Гуо, Илья Эстерлис и Субир Сачдев из Гарвардского университета. Как минимум, учёные обосновали ряд характерных свойств «странных металлов». Стройная теория может помочь ответить на вопросы о достижении сверхпроводимости при высоких температурах и помочь в разработке квантовых компьютеров. Квантовая механика стала тем инструментом, который помог разобраться в вопросе.

Новая теория опирается на два ключевых свойства странных металлов. Во-первых, электроны в таких металлах могут запутываться друг с другом — переходить в абсолютно идентичные квантовые состояния — и оставаться в таком состоянии даже при удалении на значительные расстояния друг от друга. Во-вторых, странные металлы имеют неоднородное, похожее на лоскутное, расположение атомов.

«Ни одно из этих свойств по отдельности не объясняет странности “странных металлов”, но в совокупности всё становится на свои места», — пояснил глава проекта.

Неравномерность атомной структуры странного металла означает, что запутанность электронов зависит от того, в каком месте материала она произошла. Такое разнообразие вносит хаотичность в импульс электронов при их движении через материал и взаимодействии друг с другом. Вместо того чтобы течь вместе, электроны сталкиваются друг с другом во всех направлениях, что приводит к электрическому сопротивлению. Поскольку электроны сталкиваются тем чаще, чем горячее материал, электрическое сопротивление растёт вместе с температурой, что и наблюдается на практике. Там где у обычных металлов происходит скачок при переходе от сверхпроводимости к резкому увеличению сопротивления, странные металлы продолжают пропускать ток с плавным увеличением сопротивления току.

Ключевым в новой теории стало то, что физики объединили два явления — запутанность и неоднородность, что раньше не рассматривалось для одного материала, а по отдельности это не приводит к странному поведению металлов. Тем самым учёные предлагают механизм по коррекции условий сверхпроводимости в странных металлах. Искусственно созданные неоднородности могут воспроизвести сверхпроводимость в нужном месте с заданными целями, что может найти применение, например, в квантовых вычислителях. Когда вы можете на что-то влиять, это способно привести к желаемому результату.

«Бывают случаи, когда что-то хочет перейти в сверхпроводящее состояние, но не может этого сделать, поскольку сверхпроводимость блокируется другим конкурирующим состоянием, — говорит Патель. — Тогда можно задаться вопросом, не может ли присутствие этих неоднородностей разрушить эти другие состояния, с которыми конкурирует сверхпроводимость, и оставить дорогу для сверхпроводимости открытой».

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Capcom раскрыла дату выхода ремейка Resident Evil 2 на iPhone 16 и iPhone 15 Pro 2 ч.
OpenAI призывает создать ИИ-альянс, который объединит США и союзников, включая страны Ближнего Востока 3 ч.
Google в рамках эксперимента удалит новости издателей ЕС из поисковых результатов 4 ч.
YouTube тестирует новый формат просмотра длинных видео как на Shorts 6 ч.
YouTube на Quest запускает функцию совместного просмотра — до 7 друзей в одном VR-кинозале 7 ч.
FTC потребовала от Meta продать Instagram и WhatsApp 11 ч.
Поработайте за нас: AWS предоставит учёным кластеры из 40 тыс. ИИ-ускорителей Trainium 13 ч.
Комедийный детектив Loco Motive в духе квестов 90-х выйдет на два года позже обещанного — дата релиза и новый трейлер 14 ч.
Warhammer 40,000, Armored Core и даже Concord: анимационный сериал Secret Level от авторов «Любовь, смерть и роботы» получил насыщенный трейлер 15 ч.
«RuStore на гаджетах Apple быть!» — Госдума приняла в I чтении законопроект об обязательной установке RuStore 16 ч.
На TSMC подали в суд за дискриминацию: на фабрику чипов в США тайванцу устроиться проще, чем американцу 45 мин.
XPeng показала сухопутный авианосец Land Aircraft Carrier — его пассажирский дрон выполнил первый полёт на публике 59 мин.
ЦОД Iron Mountain запитают от подводных «воздушных змеев» SeaQurrent 2 ч.
SoftBank построит в Японии первый в мире ИИ-суперкомпьютер на базе NVIDIA DGX B200 3 ч.
Xiaomi выпустила свой 100-тысячный электромобиль всего лишь через 230 дней с момента запуска производства 5 ч.
Представлен электроскутер на солнечных панелях Lightfoot — плюс 5 км пути за час на солнце 7 ч.
Новая статья: Обзор смартфона Infinix ZERO 40 4G: фотографируй как старший брат 10 ч.
Изменение климата не победить: выбросы растут, а Китай впереди всех по зелёной энергетике 11 ч.
Новая статья: Обзор игрового UWQHD-монитора MSI MPG 341CQPX QD-OLED: ожидаемое обновление 12 ч.
Биткоин снова обновил максимум: сколько это будет продолжаться и причём тут Трамп 12 ч.