이상한 광물에서 액체처럼 흐르는 전기를 보다: ScienceAlert

모든 유형의 전기 장치에서 스위치를 켜면 회로 전압의 리듬에 맞춰 움직이는 하전 입자 배열이 방출됩니다.

그러나 이국적인 금속으로 알려진 이상한 물질에 대한 새로운 발견은 전기가 항상 단계적으로 움직이는 것은 아니며 실제로 때로는 물리학자들이 입자의 본질에 대해 우리가 알고 있는 것에 의문을 제기하는 방식으로 피를 흘릴 수 있다는 것을 발견했습니다.

이번 연구는 이테르븀, 로듐, 실리콘(YbRh)의 정확한 균형으로 만들어진 나노와이어에 대해 수행되었습니다.₂나쁜₂).

이러한 나노와이어에 대해 일련의 정량적 실험을 수행함으로써 미국과 오스트리아의 연구자들은 기존 방식으로 거동하지 않는 금속의 전류 특성에 대한 논쟁을 해결하는 데 도움이 될 수 있는 증거를 발견했습니다.

지난 세기 후반에 발견되었습니다. 상대적으로 따뜻한 온도에서는 전류에 대한 저항이 없는 것으로 알려진 구리 기반 화합물의 한 종류로, 이국적인 미네랄 다른 금속과 마찬가지로 가열하면 전기에 대한 저항력이 더 강해집니다.

그러나 온도가 1도 상승할 때마다 저항이 일정량씩 증가하는 다소 이상한 방식으로 이를 수행합니다.

일반 금속의 경우 온도에 따라 저항이 달라지며, 재료가 충분히 뜨거워지면 안정화됩니다.

저항 규칙의 이러한 변화는 이국적인 금속의 전류가 정확히 동일한 방식으로 작동하지 않음을 나타냅니다. 어떤 이유에서든 이국적인 금속의 전하 운반 입자가 주변의 밀집 입자와 상호 작용하는 방식은 평균 와이어 가닥의 핀볼에서 전자가 지그재그로 움직이는 것과 다릅니다.

구리 원자 관을 통해 흐르는 음전하 공의 흐름으로 우리가 상상할 수 있는 것은 좀 더 복잡합니다. 전기는 궁극적으로 여러 입자의 특성이 조화를 이루어 준입자라고 알려진 단일 단위로 동작하는 양자 물질입니다.

동일한 유형의 준입자가 이국적인 금속의 비정상적인 저항 거동을 설명하는지 여부는 열린 질문입니다. 일부 이론과 실험에서는 그러한 입자가 올바른 조건에서 무결성을 잃을 수 있다고 제안하기 때문입니다.

이국적인 금속의 전자 흐름에 준입자의 꾸준한 행진이 있는지 확인하기 위해 연구진은 다음과 같은 현상을 사용했습니다. 화재 소음.

기어가는 시간을 늦출 수 있다면 가장 정밀한 레이저라도 방출되는 빛의 광자는 지글지글 베이컨 기름처럼 예측 가능하게 폭발하고 흩어질 것입니다. 이 “잡음”은 양자 확률의 특징이며, 도체를 통해 흐르는 전하의 세부 사항을 측정할 수 있습니다.

“만약 내가 전류를 운전한다면 그것은 여러 개의 별도의 전하 캐리어로 구성된다는 생각입니다.”라고 그는 말했습니다. 그는 말한다 수석 저자이자 미국 라이스 대학의 물리학자인 Doug Natelson입니다.

“이들은 평균적인 속도로 도달하지만 때로는 시간적으로 더 가까워지고 때로는 더 멀리 떨어져 있습니다.”

팀은 극도로 얇은 YbRh 샘플에서 샷 노이즈 측정값을 발견했습니다.₂나쁜₂ 그것들은 전자와 주변 환경 사이의 일반적인 상호작용이 설명할 수 없는 방식으로 크게 억제되었으며, 이는 준입자가 아마도 존재하지 않았음을 암시합니다.

대신, 전하는 기존 금속에서 발견되는 전류보다 더 액체와 유사했으며, 이는 이를 뒷받침하는 발견입니다. 제안된 모델 20여년 전 라이스 대학의 응집물질 물리학자인 기고 저자 Kimiao Si가 작성했습니다.

영하의 온도에서 재료에 대한 Si 이론은 특정 위치의 전자가 더 이상 준입자를 형성할 수 있는 특성을 공유하지 않는 방식을 설명합니다.

기존의 준입자 행동은 원칙적으로 배제될 수 있지만, 팀은 이 “액체” 흐름이 어떤 형태를 취하는지, 심지어 다른 이국적인 금속 제조법에서 찾을 수 있는지 여부조차 완전히 확신하지 못합니다.

“아마도 이것은 준입자가 잘 정의된 것이 아니거나 존재하지 않으며 전하가 더 복잡한 방식으로 움직인다는 증거일 수 있습니다. 우리는 전하가 어떻게 집합적으로 움직이는지에 대해 이야기하려면 올바른 어휘를 찾아야 합니다.” 그는 말한다 네이텔슨.

이 연구는 과학.