Научный прорыв случился в объяснении долговременной загадки, связанной с поведением так называемых "странных металлов". Эти металлы, обладающие необычными свойствами, ставили в тупик физиков более 40 лет. Однако недавние исследования проведенные командой ученых из США, включая руководителя проекта Аавишкара Пателя из Центра вычислительной квантовой физики Flatiron Institute и физиков Хаоя Гуо, Ильи Эстерлиса и Субира Сачдева из Гарвардского университета, привели к осознанию сути этой загадочной явления.
Странные металлы долгое время поражали ученых своим поведением при крайне низких температурах. В отличие от обычных металлов, которые при достижении определенной температуры мгновенно переходят в состояние сверхпроводимости (потери электрического сопротивления), странные металлы демонстрировали линейное изменение своего электрического сопротивления с изменением температуры.
Суть новой теории состоит в том, что ученые объединили два ключевых свойства странных металлов, которые казалось бы могли работать по-отдельности, но в совокупности оказались ключом к разгадке. Во-первых, электроны в таких металлах имеют способность запутываться друг с другом, переходя в абсолютно идентичные квантовые состояния и сохраняя это состояние даже на больших расстояниях. Во-вторых, атомы в странных металлах расположены неоднородно, создавая некую хаотичность в движении электронов через материал и их взаимодействии.
Исходя из этой новой теории, неравномерное расположение атомов в странном металле приводит к хаотическому взаимодействию электронов, в результате которого они сталкиваются друг с другом во всех направлениях. Это приводит к увеличению электрического сопротивления материала с увеличением температуры. Таким образом, в отличие от обычных металлов, где сверхпроводимость прекращается при определенной температуре, странные металлы продолжают плавно увеличивать свое сопротивление.
Ключевая новизна этой теории заключается в том, что она объединяет два феномена, которые ранее считались независимыми и не связанными друг с другом. Теперь ученые предлагают, что искусственно созданные неоднородности в материале могут корректировать условия сверхпроводимости в странных металлах. Это открывает новые перспективы для разработки эффективных методов достижения сверхпроводимости, которые могут быть применены, например, в квантовых вычислителях.
