Electricitatea a fost observată cum curge „ca un lichid” în metale ciudate

O nouă descoperire în materialele exotice cunoscute sub numele de metale ciudate a arătat că electricitatea se mișcă într-un mod care i-a făcut pe fizicieni să pună la îndoială ceea ce știm despre natura particulelor.

Cercetarea a fost efectuată pe nanofire realizate dintr-un echilibru precis de itterbiu, rodiu și siliciu, (YbRh2Si2).

• Test de cultură generală. Care este cel mai scump lichid din lume?
• „Majoronul”, particula bizară care ar putea explica cele mai mari mistere ale Universului

Prin efectuarea unei serii de experimente de măsurare cuantică pe aceste nanofire, cercetătorii din SUA și Austria au descoperit dovezi care ar putea contribui la soluționarea unei dezbateri privind natura curenților electrici din metale care nu se comportă în mod convențional.

Descoperite la sfârșitul secolului trecut într-o clasă de compuși pe bază de cupru, cunoscuți pentru faptul că nu au rezistență la curenți la temperaturi relativ ridicate, metalele ciudate devin mai rezistente la electricitate pe măsură ce se încălzesc, la fel ca orice alt metal.

Numai că fac acest lucru într-un mod destul de ciudat, crescând rezistența cu o anumită cantitate pentru fiecare grad de creștere a temperaturii.

În cazul metalelor normale, rezistența variază în funcție de temperatură, ajungând la un platou odată ce materialul devine suficient de fierbinte.

Electricitatea se mișcă într-un mod care i-a uimit pe fizicieni

Acest contrast în ceea ce privește regulile de rezistență sugerează că, de fapt, curenții din metalele ciudate nu funcționează în același mod. Dintr-un motiv oarecare, modul în care particulele purtătoare de sarcină din metalele ciudate interacționează cu zdruncinarea particulelor din jur diferă de mișcarea electronilor din banda obișnuită de sârmă.

Pentru a clarifica dacă există un marș constant al cvasiparticulelor în fluxul de electroni din metalele ciudate, cercetătorii s-au folosit de un fenomen numit zgomot de împușcare.

Dacă ați putea încetini timpul până la o încetinire, fotonii de lumină emiși chiar și de cel mai precis laser ar pocni și s-ar împrăștia. Acest ,,zgomot” este o caracteristică a probabilității cuantice și poate oferi o măsură a granularității sarcinilor în timp ce acestea trec printr-un conductor.

Echipa a constatat că măsurile de zgomot de împușcare în eșantionul lor super-subțire de YbRh2Si2 au fost foarte mult suprimate în moduri pe care interacțiunile tipice dintre electroni și mediul lor nu le-ar putea explica, sugerând că probabil nu au fost în joc cvasiparticule.

Ce sunt metalele ciudate?

În schimb, sarcina era mai lichidă decât curenții din metalele convenționale, o constatare care susține un model propus cu mai mult de 20 de ani în urmă de către Qimiao Si, fizician în domeniul materiei condensate de la Universitatea Rice.

Teoria lui Si privind materialele care se apropie de temperaturi de zero grade descrie modul în care electronii din anumite locații nu mai împărtășesc caracteristici care le-ar permite să formeze cvasiparticule, scrie ScienceAlert.

În timp ce comportamentul convențional al cvasiparticulelor poate fi provizoriu exclus, echipa nu este pe deplin sigură de forma pe care o ia acest curent „lichid” sau chiar dacă ar putea fi găsit în alte rețete metalice ciudate.

Această cercetare a fost publicată în revista Science.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Țările baltice renunță la electricitatea din Rusia. Cine le va alimenta?

Electricitatea vindecă rănile de trei ori mai repede, arată un nou studiu

ESA ar putea construi o centrală în spațiu pentru a trimite electricitate pe Pământ

A fost descoperit „materialul minune” care transformă căldura în electricitate