O nouă stare a materiei. Experimentele recente au dezvăluit formarea unor electroni cvadrupli

Principiul central al supraconductibilității este că electronii formează perechi. Se pot oare condensa aceștia și în grupuri de patru?

Descoperiri recente sugerează că pot face asta, iar un fizician de la Institutul KTH Regal al Tehnologiei din Stockholm a publicat primele dovezi experimentale ale efectului de cvadruplare și mecanismul prin care această stare a materiei apare.

Profesorul Egor Babaev și colegii săi au prezentat rezultatele unei serii de măsurători experimentale cu materialul lor bazat pe fier Ba1−xKxFe2As2. Rezultatele au fost obținute la aproape 20 de ani după ce Babaev a prezis pentru prima oară acest tip de fenomen, precum și opt ani de la publicarea unui studiu care prezice că asta se poate întâmpla în material.

Așa-numitele perechi sunt, în esență, „opusuri care se atrag”

Formarea de perechi între electroni permite starea cuantică de supraconductibilitate, o stare de rezistență zero a conductibilității care este folosită în scanerele RMN și computerele cuantice. Fenomenul are loc în cadrul unui material fiind rezultatul îmbinării a doi electroni. Fenomenul a fost descris pentru prima oară într-o teorie de către Leon Cooper, John Bardeen și John Schrieffer, ale căror cercetări au câștigat Premiul Nobel în 1972.

Așa-numitele perechi Cooper sunt, în esență, „opusuri care se atrag”. De obicei, doi electroni (adică particule subatomice cu sarcină electrică negativă) s-ar respinge cu putere. Însă, la temperaturi joase într-un cristal aceștia formează perechi. Curenții de perechi de electroni nu se mai împrăștie, iar un conductor poate slăbi toată rezistența electrică, astfel devenind o nouă stare a materiei: un superconductor.

„Vor trece probabil mulți ani până când vom înțelege pe deplin această stare”

Abia în ultimii ani, ideea aceasta a devenit acceptată la scară largă, scrie EurekAlert!.

Babaev a explicat că o parte cheie a observațiilor este că grupurile cvadruple întrerup în mod spontan simetria temporală. În fizică, simetria temporală este o operațiune matematică de înlocuire a expresiei pentru timp în formule sau ecuații astfel încât acestea să descrie un eveniment în care timpul sau toate mișcările sunt inversate.

„Vor trece probabil mulți ani până când vom înțelege pe deplin această stare. Experimentele acestea ridică numeroase semne de întrebare, dezvăluind un număr de proprietăți neobișnuite asociate cu reacția la câmpurile magnetice, ultrasunete și gradienții temporali pe care trebuie să îi înțelegem mai bine”, a mai explicat Babaev.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Cercetătorii au obținut cea de-a cincea stare a materiei în spațiu

O nouă stare a materiei, descoperită accidental

Fizicienii au găsit ”ordine în dezordine” şi o nouă stare a materiei

Fizicienii au descoperit o stare complet nouă a materiei numită „sticlă lichidă”