В последних экспериментах, проведенных в Университете Райса, квантовый материал, известный как "странный металл", продемонстрировал необычно низкий уровень шума при работе с квантовыми флуктуациями. Опубликованные результаты исследования в журнале Science предоставили первое прямое свидетельство того, что электричество, вероятно, течет через странные металлы в форме необычной жидкости, которую трудно объяснить с точки зрения квантовых пакетов заряда, известных как квазичастицы.
Один из соавторов исследования, Дуг Нательсон, поделился своими мыслями: "Шум значительно подавляется по сравнению с обычными проводами. Возможно, это свидетельство того, что квазичастицы не являются четко определенными вещами или что их просто нет, и заряд движется более сложным образом. Нам нужно найти правильный словарь, чтобы говорить о том, как заряд может двигаться коллективно".
Эксперименты проводились на наноразмерных нитях материала с точным соотношением иттербия, родия и кремния (YbRh2Si2) 1-2-2, который является хорошо изученным квантово-критическим материалом. Этот материал обладает высокой степенью квантовой запутанности, что приводит к температурно-зависимому поведению. Например, при охлаждении ниже критической температуры, материал мгновенно переходит из немагнитного состояния в магнитное. При температурах чуть выше критического порога, YbRh2Si2 представляет собой "тяжелый фермионный" металл с квазичастицами, несущими заряд, которые в сотни раз массивнее голых электронов.
В металлах каждая квазичастица или дискретная единица заряда является продуктом сложных взаимодействий между электронами. Квазичастица - это концепция, которую физики используют для объяснения совокупного эффекта этих взаимодействий как единого квантового объекта для целей квантово-механических расчетов. Однако некоторые предыдущие теоретические исследования предполагали, что странные металлические носители заряда могут не быть квазичастицами.
Эти новые результаты открывают двери для дальнейших исследований в области странных металлов и их поведения. Понимание того, как заряд движется в таких материалах, может иметь важные практические применения в различных областях, включая разработку новых технологий передачи электричества с меньшими потерями и более эффективных электронных устройств.
Источник:
Лиян Чен и др., Дробовой шум в странном металле (Liyang Chen et al, Shot noise in a strange metal), Science (2023). DOI: 10.1126/science.abq6100
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
