在奇怪的金属中检测到奇异的液体状电流
轻触任何类型的电气设备上的开关都会触发带电粒子的行进带,步进到电路电压的节拍。
但是一个新的发现被称为奇怪金属的奇异材料发现电流并不总是同步移动,事实上,有时会以某种方式流血,这让物理学家质疑我们对粒子本质的了解。
该研究是在由镱、铑和硅的精确平衡制成的纳米线上进行的,(YbRh2四2).
通过对这些纳米线进行一系列量子测量实验,来自美国和奥地利的研究人员发现了证据,这些证据可以帮助解决关于金属中电流性质的争论,这些金属的行为不是以传统方式进行的。
发现于上世纪末在一类铜基化合物中,以在相对温暖的温度下对电流没有抵抗力而闻名,奇怪的金属当它们加热时,它们会变得更耐电,就像任何其他金属一样。
只是它们以一种相当奇怪的方式这样做,每升高一度,电阻就会增加一定量。
在普通金属中,电阻随温度而变化,一旦材料变得足够热,电阻就会稳定下来。
电阻规则的这种反差表明,奇怪金属中的电流不会以完全相同的方式运行。出于某种原因,奇怪金属中携带电荷的粒子与周围粒子的推挤相互作用的方式与普通导线中电子的弹球激流回旋不同。
我们可以想象成带负电的球体在铜原子管中滚动的电流有点复杂。毕竟,电是一种量子问题,具有许多粒子协调的特征,其行为类似于称为准粒子.
同一种准粒子是否能解释奇怪金属的异常抗性行为一直是一个悬而未决的问题,有一些理论和实验表明在适当的情况下,这种准粒子可能会失去其完整性。
为了弄清楚在奇怪的金属中,电子流中是否存在准粒子的稳定行进,研究人员利用了一种称为散粒噪声.
如果你能放慢爬行时间,即使是最精确的激光发出的光子也会爆裂和溅射,并具有炙手可热的培根脂肪的所有可预测性。这种“噪声”是量子概率的一个特征,可以提供电荷流过导体时的粒度度量。
“我的想法是,如果我驱动电流,它由一堆离散的电荷载流子组成。说资深作者道格·纳特尔森(Doug Natelson),美国莱斯大学物理学家。
“它们以平均速度到达,但有时它们碰巧在时间上更接近,有时它们相距更远。
该团队在他们的超薄YbRh样品中发现了散粒噪声的测量值2四2以电子与其环境之间的典型相互作用无法解释的方式受到高度抑制,这表明准粒子可能没有发挥作用。
相反,电荷比传统金属中的电流更像液体,这一发现支持建议的模型20多年前,由特约作者,莱斯大学的凝聚态物理学家思启淼(Qiamao Si)撰写。
Si 关于接近零度温度的材料的理论描述了特定位置内的电子不再具有允许它们形成准粒子的特征的方式。
虽然常规准文章可以暂时排除这种行为,该团队并不完全确定这种“液体”电流采取什么形式,或者甚至可能在其他奇怪的金属配方中找到它。
“也许这证明准粒子不是定义明确的东西,或者它们只是不存在,电荷以更复杂的方式移动。我们必须找到合适的词汇来谈论电荷如何集体移动。说纳特尔森。
这项研究发表在科学.