Mokslininkai rado superlaidininką, kuriame elektronai pradėjo tekėti kaip vanduo vamzdyje
Tyrimų grupė iš Bostono koledžo sukūrė naują metalinį superlaidininką NbGe2, kuriame paaiškėjo, kad elektronai „teka“ taip, kaip vanduo vandens vamzdyje. Paaiškėjo, kad nagrinėjamoje medžiagoje elektronai yra sunkesni nei nurodyti teoriniai skaičiavimai.
Išsamus proceso tyrimas parodė, kad šis efektas atsiranda dėl sąveikos su kitomis dalelėmis, dėl kurių elektronai pradeda „tekėti“ perkeltine prasme.
Naujas laboratorinis darbas ir jo rezultatai
Naujame moksliniame tyrime mokslininkai ketino patikrinti anksčiau išdėstytą teorinę prielaidą, pagal kurią turėtų būti elektronų -fononų skystis.
Fononai yra ne kas kita, kaip medžiagos kristalinės gardelės vibracija. Dažnai elektronai yra išsklaidyti fononų, o tai suteikia įprastą difuzinį šių dalelių judėjimą metaluose.
Tačiau pagal naująją teoriją, kai elektronai artimai sąveikauja su fononais, jie sugeba sudaryti vadinamąjį vieną elektroną - fonono skystį. Būtent šis „skystis“, panašiai kaip įprastas dujotiekio vanduo, teka metalo kristalinės gardelės viduje.
Mokslininkai ištyrė elektronų laidumą naujame superlaidininkyje, kurio pagrindą sudaro niobis ir germanis - NbGe2. Atlikdami laboratorinius tyrimus, inžinieriai vienu metu taikė tris metodus:
- Elektros varžos nustatymas. Matavimai parodė, kad elektronai turi didesnę elektronų masę.
- Kombinuotas šviesos išsklaidymas. Ši tyrimo versija parodė, kad pasikeitė kristalinės gardelės vibracijos elgsena, o tai pasirodė įmanoma tik dėl specialaus elektronų srauto.
- Rentgeno spindulių difrakcija. Šis metodas parodė tikslią medžiagos kristalų struktūrą.
Be to, taikydami vadinamąją kvantinės vibracijos techniką, mokslininkai sužinojo medžiagoje esančių elektronų mases. Dėl to buvo nustatyta, kad elektronų masė visose trajektorijose buvo tris kartus didesnė nei tikėtasi.
Inžinieriai visą šį neįprastą elgesį paaiškino tuo, kad medžiagoje yra vadinamoji elektronų ir fononų sąveika, kuri davė dalelių „svorio“ efektą. Tai taip pat parodė, kad elektronų srautas pakeitė savo elgesį iš įprastos dalelių į hidrodinamines.
Mokslininkai buvo paskatinti rezultatų ir dabar planuoja ieškoti naujų medžiagų, kuriose elektronai taip pat pasireikš kaip „skystis“.
Be to, dalis pajėgų bus skirta „elektroninio vandens“ valdymo galimybių paieškai, siekiant ateityje sukurti iš esmės naujus elektroninius prietaisus, pagrįstus nauju efektu.
Mokslininkai pasidalino atlikto darbo rezultatais žurnalo „Nature Communications“ puslapiuose.
Jei jums patiko medžiaga, įvertinkite ją ir nepamirškite užsiprenumeruoti kanalo. Ačiū už dėmesį!