Οι επιστήμονες βρήκαν έναν υπεραγωγό στον οποίο τα ηλεκτρόνια άρχισαν να ρέουν σαν νερό σε ένα σωλήνα
Μια ερευνητική ομάδα από το Boston College δημιούργησε έναν νέο μεταλλικό υπεραγωγό NbGe2, στο οποίο αποδείχθηκε ότι τα ηλεκτρόνια «ρέουν» ακριβώς όπως το νερό σε έναν σωλήνα νερού. Αποδείχθηκε ότι στο υπό εξέταση υλικό, τα ηλεκτρόνια είναι βαρύτερα από τους υποδεικνυόμενους θεωρητικούς υπολογισμούς.
Μια λεπτομερής μελέτη της διαδικασίας έδειξε ότι αυτό το αποτέλεσμα συμβαίνει λόγω αλληλεπίδρασης με άλλα σωματίδια, λόγω των οποίων τα ηλεκτρόνια αρχίζουν να "ρέουν" με μεταφορική έννοια.
Νέα εργαστηριακή εργασία και τα αποτελέσματά της
Σε μια νέα επιστημονική μελέτη, οι επιστήμονες σκόπευαν να δοκιμάσουν την προηγούμενη θεωρητική υπόθεση, σύμφωνα με την οποία πρέπει να υπάρχει ένα υγρό ηλεκτρονίου -φωνονίου.
Τα φωνόνια δεν είναι τίποτα περισσότερο από δονήσεις του κρυσταλλικού πλέγματος ενός υλικού. Συχνά, τα ηλεκτρόνια διασκορπίζονται από φωνόνια, γεγονός που δίνει τη συνήθη διάχυτη κίνηση αυτών των σωματιδίων στα μέταλλα.
Σύμφωνα με τη νέα θεωρία, όταν τα ηλεκτρόνια έρχονται σε στενή αλληλεπίδραση με τα φωνόνια, είναι σε θέση να σχηματίσουν το λεγόμενο υγρό ενιαίου ηλεκτρονίου - φωνονίου. Είναι αυτό το "υγρό" που ρέει μέσα στο κρυσταλλικό πλέγμα του μετάλλου παρόμοια με το συνηθισμένο νερό σε έναν αγωγό.
Οι ερευνητές μελέτησαν την αγωγιμότητα των ηλεκτρονίων σε έναν νέο υπεραγωγό με βάση το νιόβιο και το γερμάνιο - NbGe2. Στις εργαστηριακές τους μελέτες, οι μηχανικοί εφάρμοσαν τρεις μεθόδους ταυτόχρονα:
- Προσδιορισμός ηλεκτρικής αντίστασης. Οι μετρήσεις έχουν δείξει ότι τα ηλεκτρόνια έχουν μεγαλύτερη μάζα ηλεκτρονίων.
- Συνδυασμένη σκέδαση φωτός. Αυτή η έκδοση της μελέτης έδειξε ότι υπήρξε μια αλλαγή στη συμπεριφορά της δόνησης του κρυσταλλικού πλέγματος, η οποία αποδείχθηκε δυνατή μόνο λόγω της παρουσίας μιας ειδικής ροής ηλεκτρονίων.
- Περίθλαση ακτίνων Χ. Αυτή η μέθοδος έχει αποδείξει την ακριβή κρυσταλλική δομή του υλικού.
Επιπλέον, χρησιμοποιώντας τη λεγόμενη τεχνική κβαντικής ταλάντωσης, οι ερευνητές έμαθαν τις μάζες των ηλεκτρονίων στο υλικό. Ως αποτέλεσμα, διαπιστώθηκε ότι η μάζα των ηλεκτρονίων σε όλες τις τροχιές ήταν τρεις φορές μεγαλύτερη από την αναμενόμενη τιμή.
Οι μηχανικοί εξήγησαν όλη αυτή την ασυνήθιστη συμπεριφορά με το γεγονός ότι το υλικό περιέχει τη λεγόμενη αλληλεπίδραση ηλεκτρονίου - φωνονίου, η οποία έδωσε το αποτέλεσμα "βάρους" των σωματιδίων. Έδειξε επίσης ότι η ροή ηλεκτρονίων άλλαξε τη συμπεριφορά της από τη συνηθισμένη για σωματίδια σε υδροδυναμική.
Οι επιστήμονες ενθαρρύνθηκαν από τα αποτελέσματα και τώρα σχεδιάζουν να αναζητήσουν νέα υλικά, στα οποία τα ηλεκτρόνια θα εκδηλώνονται επίσης ως «υγρό».
Επιπλέον, μέρος των δυνάμεων θα αφιερωθεί στην εξεύρεση επιλογών για τον έλεγχο του «ηλεκτρονικού νερού», προκειμένου να δημιουργηθούν βασικά νέες ηλεκτρονικές συσκευές βασισμένες στο νέο αποτέλεσμα στο μέλλον.
Οι επιστήμονες μοιράστηκαν τα αποτελέσματα της εργασίας που έγιναν στις σελίδες του περιοδικού Nature Communications.
Αν σας άρεσε το υλικό, βαθμολογήστε το και μην ξεχάσετε να εγγραφείτε στο κανάλι. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!