Vědci našli supravodič, ve kterém začaly elektrony proudit jako voda v potrubí
Výzkumná skupina z Boston College vytvořila nový kovový supravodič NbGe2, ve kterém se ukázalo, že elektrony „proudí“ stejně jako voda ve vodovodním potrubí. Ukázalo se, že v uvažovaném materiálu jsou elektrony těžší než uvedené teoretické výpočty.
Podrobná studie procesu ukázala, že tento efekt vzniká interakcí s jinými částicemi, kvůli které elektrony začínají „proudit“ v přeneseném smyslu.
Nová laboratorní práce a její výsledky
V nové vědecké studii měli vědci v úmyslu otestovat dříve uvedený teoretický předpoklad, podle kterého by měla existovat kapalina elektron - fonon.
Fonony nejsou nic jiného než vibrace krystalové mřížky materiálu. Elektrony jsou často rozptýleny fonony, což dává obvyklý difúzní pohyb těchto částic v kovech.
Ale podle nové teorie, když se elektrony dostanou do těsné interakce s fonony, jsou schopné vytvořit takzvanou kapalinu s jediným elektronem - fononem. Je to tato „kapalina“, která proudí uvnitř krystalové mřížky kovu podobně jako běžná voda v potrubí.
Vědci zkoumali vodivost elektronů v novém supravodiči na bázi niobu a germania - NbGe2. Ve svých laboratorních studiích použili inženýři tři metody najednou:
- Stanovení elektrického odporu. Měření ukázala, že elektrony mají vyšší hmotnost elektronů.
- Kombinovaný rozptyl světla. Tato verze studie ukázala, že došlo ke změně chování vibrací krystalové mřížky, což se ukázalo jako možné pouze díky přítomnosti zvláštního toku elektronů.
- Rentgenová difrakce. Tato metoda prokázala přesnou krystalovou strukturu materiálu.
Vědci navíc pomocí takzvané techniky kvantových vibrací zjistili hmoty elektronů v materiálu. V důsledku toho bylo zjištěno, že hmotnost elektronů na všech trajektoriích byla třikrát vyšší než očekávaná hodnota.
Inženýři vysvětlili toto neobvyklé chování tím, že materiál obsahuje takzvanou interakci elektron - fonon, což dávalo účinek „vážení“ částic. Rovněž to naznačilo, že tok elektronů změnil své chování z obvyklých pro částice na hydrodynamické.
Vědce výsledky povzbudily a nyní plánují hledat nové materiály, ve kterých se elektrony projeví také jako „kapalina“.
Část sil bude navíc věnována hledání možností ovládání „elektronické vody“ s cílem vytvořit v budoucnosti zásadně nová elektronická zařízení založená na novém účinku.
Vědci sdíleli výsledky práce provedené na stránkách časopisu Nature Communications.
Pokud se vám materiál líbil, ohodnoťte jej a nezapomeňte se přihlásit k odběru kanálu. Děkuji za pozornost!