Vedci našli supravodič, v ktorom elektróny začali prúdiť ako voda v potrubí
Výskumná skupina z Boston College vytvorila nový kovový supravodič NbGe2, v ktorom sa ukázalo, že elektróny „prúdia“ rovnako ako voda vo vodovodnom potrubí. Ukázalo sa, že v uvažovanom materiáli sú elektróny ťažšie ako uvedené teoretické výpočty.
Podrobná štúdia procesu ukázala, že k tomuto efektu dochádza v dôsledku interakcie s inými časticami, vďaka čomu začnú elektróny „prúdiť“ v prenesenom zmysle.
Nové laboratórne práce a ich výsledky
V novej vedeckej štúdii mali vedci v úmysle otestovať predtým uvedený teoretický predpoklad, podľa ktorého by mala existovať kvapalina elektrón - fonón.
Fonóny nie sú nič iné ako vibrácie kryštálovej mriežky materiálu. Elektróny sú často rozptýlené fonónmi, čo dáva obvyklý difúzny pohyb týchto častíc v kovoch.
Ale podľa novej teórie, keď sa elektróny dostanú do tesnej interakcie s fonónmi, sú schopné vytvoriť takzvanú kvapalinu z jedného elektrónu - fonónu. Práve táto „tekutina“ prúdi do kryštálovej mriežky kovu podobne ako obyčajná voda v potrubí.
Vedci skúmali vodivosť elektrónov v novom supravodiči na báze nióbu a germánia - NbGe2. Vo svojich laboratórnych štúdiách inžinieri použili tri metódy naraz:
- Stanovenie elektrického odporu. Merania ukázali, že elektróny majú väčšiu hmotnosť elektrónov.
- Kombinovaný rozptyl svetla. Táto verzia štúdie ukázala, že došlo k zmene v správaní vibrácií kryštálovej mriežky, čo sa ukázalo ako možné iba vďaka prítomnosti špeciálneho toku elektrónov.
- Röntgenová difrakcia. Táto metóda demonštrovala presnú kryštálovú štruktúru materiálu.
Okrem toho pomocou takzvanej techniky kvantovej oscilácie vedci zistili hmotnosti elektrónov v materiáli. Výsledkom bolo zistenie, že hmotnosť elektrónov na všetkých trajektóriách bola trikrát vyššia ako očakávaná hodnota.
Inžinieri vysvetlili toto neobvyklé správanie tým, že materiál obsahuje takzvanú interakciu elektrón - fonón, ktorá spôsobuje „váženie“ častíc. Tiež to naznačovalo, že tok elektrónov zmenil svoje správanie z bežných pre častice na hydrodynamické.
Vedcov výsledky povzbudili a teraz plánujú hľadať nové materiály, v ktorých sa elektróny prejavia aj ako „kvapalina“.
Okrem toho bude časť síl venovaná hľadaniu možností ovládania „elektronickej vody“ s cieľom vytvoriť v budúcnosti zásadne nové elektronické zariadenia založené na novom účinku.
Vedci sa podelili o výsledky práce vykonanej na stránkach časopisu Nature Communications.
Ak sa vám materiál páčil, ohodnoťte ho a nezabudnite sa prihlásiť na odber kanála. Ďakujem za tvoju pozornosť!