Naukowcy z USA i Austrii dokonali odkrycia w dziedzinie tajemniczych metali, które mogą zmienić nasze rozumienie przepływu elektryczności. W swoich badaniach wykorzystali nanoprzewody z precyzyjnie dobranego stopu iterbu, rodu i krzemu (YbRh2Si2), przeprowadzając szereg eksperymentów kwantowych.

Odkryli, że w tych nietypowych metalach, znanych z niskiego oporu na prąd przy stosunkowo cieplejszej temperaturze, elektryczność zachowuje się inaczej niż w zwykłych metalach. W przeciwieństwie do konwencjonalnych metali, gdzie opór rośnie w różnym stopniu w zależności od temperatury, w tych dziwnych metalach opór zwiększa się o ustaloną wartość przy każdym wzroście temperatury o jeden stopień.

W normalnych metalach ładunki przenoszące prąd, czyli elektrony, przemieszczają się w sposób przypominający grę w pinball. Natomiast w dziwnych metalach, zachowanie tych cząstek wydaje się różnić. Naukowcy postanowili zbadać, czy przepływ elektronów w tych metalach jest związany z tak zwanymi kwazicząstkami – zjawiskiem kwantowym, w którym cechy wielu cząstek łączą się, tworząc jednostki działające jak pojedyncze cząstki.

Wykorzystując zjawisko znanego jako szum strzałowy, badacze odkryli, że w ich cienkiej próbce YbRh2Si2 szum był znacznie tłumiony, co sugeruje, że kwazicząstki mogą nie odgrywać roli. Zamiast tego, prąd wydaje się bardziej płynny niż w konwencjonalnych metalach, co wspiera teorię sprzed ponad 20 lat, zaproponowaną przez jednego z autorów badań, Qimiao Si.

Teoria Si opisuje, jak elektrony w niektórych metalach przy zbliżaniu się do temperatury zerowej tracą cechy umożliwiające im tworzenie kwazicząstek. Chociaż naukowcy nie są pewni, jak dokładnie wygląda ten „płynny’ prąd”, to ich odkrycie otwiera nowe możliwości zrozumienia przepływu ładunków w nietypowych metalach.

Źródło: Science