Сегодня 28 февраля 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 🔥
Google объяснила, как Wear OS 4 значительно повышает время автономной работы смарт-часов 2 ч.
«Позор для сообщества Xbox»: бывший эксклюзив Microsoft вышел на PS5 в лучшем виде, чем доступен на Xbox 7 ч.
Еженедельный чарт Steam: новинки заняли почти половину топ-10, а Elden Ring вернулась в тройку лидеров после открытия предзаказа DLC 8 ч.
ВТБ переведёт десятки тысяч рабочих мест на отечественную ОС Astra Linux 9 ч.
Инсайдер раскрыл главную игру мартовской подборки PS Plus за день до официального анонса 9 ч.
Sony отменила новую Twisted Metal 10 ч.
Сегодняшний сбой в Рунете объяснили проверкой спецслужб и настройкой шлюзов Роскомнадзора 11 ч.
Покемоны следующего поколения: анонсирована Pokemon Legends: Z-A для «систем семейства Nintendo Switch» 11 ч.
Qualcomm представила AI Hub — «инструмент мечты» для создания ИИ-приложений, работающих локально 11 ч.
PlayStation объявила о массовых сокращениях — увольнение 900 сотрудников, закрытие внутренней студии Sony, отмена игр 12 ч.
К концу 2025 года Intel готова оснастить своими процессорами с ИИ до 100 млн ПК 2 ч.
Qualcomm показала, что её компьютерный чип Snapdragon X Elite до 10 раз быстрее Intel Core Ultra в ИИ-задачах по генерации изображений 3 ч.
Tecno представила смартфон Camon 30 Premier 5G с технологией PolarAce и другие модели серии 7 ч.
Новая статья: Обзор видеокарты NVIDIA GeForce RTX 4070 Ti SUPER: RTX 4080 на минималках 7 ч.
«Тантор Лабс» и «Аквариус» представили программно-аппаратную БД-платформу Tantor XData 8 ч.
Gigabyte представила новые серверы для ИИ, 5G и периферийных вычислений 10 ч.
«Морион» наладил в Перми серийное производство отечественных управляемых Ethernet-коммутаторов 10 ч.
Российские учёные создали прозрачные электроды для умных окон, оптоэлектроники и солнечных панелей 10 ч.
Huawei CLoud запустит облачный регион в Египте и построит ИИ-центр в Гонконге 11 ч.
Onyx представила 7-дюймовую электронную книгу Boox Leaf 3C на цветном экране E Ink Kaleido 3 12 ч.