Zinātnieki ir atraduši supravadītāju, kurā elektroni sāka plūst kā ūdens caurulē
Pētniecības grupa no Bostonas koledžas ir izveidojusi jaunu metāla supravadītāju NbGe2, kurā izrādījās, ka elektroni "plūst" gluži kā ūdens ūdensvadā. Izrādījās, ka izskatāmajā materiālā elektroni ir smagāki par norādītajiem teorētiskajiem aprēķiniem.
Detalizēts procesa pētījums parādīja, ka šis efekts rodas mijiedarbības dēļ ar citām daļiņām, kuru dēļ elektroni sāk "plūst" pārnestā nozīmē.
Jauns laboratorijas darbs un tā rezultāti
Jaunā zinātniskā pētījumā zinātnieki bija iecerējuši pārbaudīt iepriekš izteikto teorētisko pieņēmumu, saskaņā ar kuru vajadzētu būt elektronu -fononu šķidrumam.
Fononi ir nekas cits kā materiāla kristāla režģa vibrācijas. Bieži elektronus izkliedē fononi, kas nodrošina šo daļiņu parasto izkliedēto kustību metālos.
Bet saskaņā ar jauno teoriju, kad elektroni nonāk ciešā mijiedarbībā ar fononiem, tie spēj veidot tā saukto vienu elektronu - fonona šķidrumu. Tieši šis "šķidrums" plūst metāla kristāla režģa iekšienē līdzīgi parastajam ūdenim cauruļvadā.
Pētnieki pētīja elektronu vadītspēju jaunā supravadītājā, kura pamatā ir niobijs un germānijs - NbGe2. Laboratorijas pētījumos inženieri vienlaikus izmantoja trīs metodes:
- Elektriskās pretestības noteikšana. Mērījumi ir parādījuši, ka elektroniem ir lielāka elektronu masa.
- Kombinēta gaismas izkliede. Šī pētījuma versija parādīja, ka kristāla režģa vibrācijas uzvedībā ir notikušas izmaiņas, kas izrādījās iespējams tikai īpašas elektronu plūsmas klātbūtnes dēļ.
- Rentgena difrakcija. Šī metode ir parādījusi precīzu materiāla kristālisko struktūru.
Turklāt, izmantojot tā saukto kvantu svārstību tehniku, pētnieki uzzināja materiāla elektronu masas. Rezultātā tika konstatēts, ka elektronu masa visās trajektorijās bija trīs reizes lielāka par paredzamo vērtību.
Inženieri visu šo neparasto uzvedību izskaidroja ar to, ka materiāls satur tā saukto elektronu - fononu mijiedarbību, kas deva daļiņu "svēršanas" efektu. Tas arī norādīja, ka elektronu plūsma mainīja savu uzvedību no parastajām daļiņām uz hidrodinamisko.
Rezultāti zinātniekus iedrošināja un tagad plāno meklēt jaunus materiālus, kuros elektroni arī izpaudīsies kā "šķidrums".
Turklāt daļa spēku tiks veltīta "elektroniskā ūdens" kontroles iespēju meklēšanai, lai nākotnē radītu principiāli jaunas elektroniskas ierīces, kuru pamatā būtu jaunais efekts.
Zinātnieki ir dalījušies ar paveiktā darba rezultātiem žurnāla Nature Communications lapās.
Ja jums patika materiāls, novērtējiet to un neaizmirstiet abonēt kanālu. Paldies par jūsu uzmanību!