У «странноватых металлов» есть такое заглавие по определенной причине – эти материалы проявляют некие необыкновенные проводящие характеристики и, что умопомрачительно, даже имеют нечто общее с темными дырами. Сейчас новое исследование охарактеризовало их наиболее тщательно и нашло, что странноватые сплавы представляют новое состояние вещества.
Так именуемые странноватые сплавы различаются от обыденных металлов тем, что их электронное сопротивление впрямую соединено с температурой. Электроны в странноватых сплавах теряют свою энергию так стремительно, как разрешают законы квантовой механики.
Но это еще не все – их проводимость также связана с 2-мя базовыми физическими константами: неизменной Планка, которая описывает, сколько энергии может нести фотон, и неизменной Больцмана, которая связывает кинетическую энергию частиц в газе с температурой этого газа.
Хотя эти характеристики отлично наблюдались в протяжении почти всех лет, ученым было тяжело буквально моделировать странноватые сплавы. Таковым образом, в новеньком исследовании физики из Института Флатирон и Корнелльского института решили сделать такую модель, прямо до абсолютного нуля – ниже, чем мало вероятная температура для материалов.
При всем этом ученые нашли, что странноватые сплавы практически представляют новое состояние вещества. Оказывается, они есть меж 2-мя известными фазами вещества – спиновыми стеклами (разбавленные магнитные сплавы) и ферми-жидкостями (квантовая жидкость, состоящая из фермионов)- и исследователи смогли обрисовать их характеристики наиболее тщательно.
«Это квантово-спиновое жидкое состояние не на сто процентов замкнуто, но оно также не на сто процентов свободно», – гласит создатель исследования Юн-Ах Ким. «Это вяло-текущее, густое, слякотное состояние. Оно железное, но без охоты железное, и оно доводит степень хаоса до максимума квантовой механики».
Но, может быть, самая странноватая, самая поразительная вещь в странноватых сплавах состоит в том, что они имеют некие идентичные характеристики с темными дырами.
Смотрите такжеКвантовая физика
Ученые нашли топологический магнит, который показывает экзотичные квантовые эффекты
23.07.2020Физика
Ученые сделали новейший прорыв в спинтронике
5.07.2020
Эти галлактические объекты также имеют характеристики, которые соединены только с температурой и неизменными Планка и Больцмана, включая количество времени, которое они «звонят» опосля слияния с иными темными дырами.
Диаграмма, показывающая, где новое состояние материи – странноватые сплавы, вписывается в число остальных узнаваемых состояний © P. Cha et al./Proceedings of the National Academy of Sciences 2020
Обычно физика электронов в странноватых сплавах очень сложна для четких расчетов. Тут задействовано большущее количество частиц, и так как электроны имеют тенденцию создавать квантовые запутывания, их недозволено разглядывать как отдельные объекты.
Ученые преодолели эти препятствия 2-мя различными методами. Поначалу они употребляли способ квантового вложения, чтоб выполнить сложные вычисления лишь для нескольких атомов, а потом обобщить для остальной части системы.
Потом они употребляли квантовый метод Монте-Карло, который употребляет неоднократную случайную подборку для выполнения вычислений. Вкупе эта композиция посодействовала физикам лучше осознать странноватые сплавы.
Исследователи молвят, что их новенькая модель странноватых металлов может посодействовать осознать, как сверхпроводники могут работать при наиболее больших температурах.
Исследование было размещено в журнальчике Proceedings of the National Academy of Sciences.
Источник: