
Эксперимент выявил странные свойства необычных металлов
Физики из Университета Цинциннати всё больше узнают о причудливом поведении редкоземельных металлов, которые действуют вне обычных правил электричества.
Физики в лаборатории в Хего, Япония, направили радиоактивные гамма-лучи на сплав иттербия, редкоземельного металла. Эксперимент выявил необычные колебания электрического заряда. Исследование, проведённое Хисао Кобаяши, опубликовали в журнале Science. В международном эксперименте участвовал физик-теоретик Яшар Комиджани, доцент Колледжа искусств и наук Калифорнийского университета.
— Яшар Комиджани, физик-теоретик.
Комиджани в течение многих лет изучал тайны необычных металлов в связи с квантовой механикой. О своих навыках физик-теоретик говорит, что может многое рассказать о чём-то, спрятанном в чёрный ящик, просто измеряя удельное сопротивление, теплоёмкость и проводимость неизвестного ему вещества. Но когда дело дошло до сплава иттербия, эксперт обнаружил для себя загадку — как заряд почему-то медленно колеблется в сильно коррелированной квантовой системе.
Редкоземельные металлы представляют интерес для широкого круга физиков, изучающих всё, от физики элементарных частиц до квантовой механики. Одна из причин заключается в их странно высокой проводимости, по крайней мере, при чрезвычайно низких температурах, что придаёт им потенциал в качестве сверхпроводников для квантовых вычислений.
Пирс Коулман, профессор Университета Ратгерса, отметил, что эти металлы обеспечивают основу для новых форм электронной материи, особенно экзотической и высокотемпературной сверхпроводимости. Коулман добавил, что слишком рано размышлять о том, к каким новым технологиям могут привести исследования редкоземельных металлов. И привёл пример: после того, как Майкл Фарадей открыл электромагнетизм, британский канцлер Уильям Гладстон спросил, для чего это было бы полезно. И Фарадей ответил, что, хотя он не знает, он уверен, что однажды правительство обложит это налогом.
Большой вопрос — это происхождение их масштабной инвариантности, квантовой критичности. Пока экспериментаторы будут пытаться повторить результаты на других редкоземельных металлах, команда из Калифорнийского университета и Ратгерса попытается превратить своё открытие в новую теорию, пояснил Пирс Коулман.
Эксперимент был новаторским отчасти из-за того, что исследователи создали гамма-частицы с помощью ускорителя частиц, называемого синхротроном. То есть в Японии задействовали синхротрон, подобный тому, который есть в ЦЕРН, Европейской организации ядерных исследований. Синхротрон ускоряет протон, разбивает его о стену и испускает гамма-излучение. Таким образом появляется источник гамма-излучения по требованию без использования радиоактивных материалов, в свою очередь добавил Яшар Комиджани. Исследователи использовали спектроскопию для изучения воздействия гамма-лучей на странный металл. А также изучили скорость колебаний электрического заряда металла, которые занимают всего наносекунду — миллиардную долю секунды.
Однако в квантовом мире наносекунда — это вечность, прокомментировал Комиджани. Вот почему учёные долго задавались вопросом, почему эти колебания на самом деле такие медленные. В итоге коллеги по международному исследованию выдвинули теорию о том, что в основе могут быть колебания решётки, и это, согласно итоговым выводам, действительно так.
Физики в лаборатории в Хего, Япония, направили радиоактивные гамма-лучи на сплав иттербия, редкоземельного металла. Эксперимент выявил необычные колебания электрического заряда. Исследование, проведённое Хисао Кобаяши, опубликовали в журнале Science. В международном эксперименте участвовал физик-теоретик Яшар Комиджани, доцент Колледжа искусств и наук Калифорнийского университета.
Идея заключается в том, что в металле у вас есть море электронов, движущихся на заднем плане по решётке ионов. Но с квантовой механикой происходит удивительная вещь. Вы можете забыть о сложностях решётки ионов. Вместо этого они ведут себя так, как будто находятся в вакууме
— Яшар Комиджани, физик-теоретик.
Комиджани в течение многих лет изучал тайны необычных металлов в связи с квантовой механикой. О своих навыках физик-теоретик говорит, что может многое рассказать о чём-то, спрятанном в чёрный ящик, просто измеряя удельное сопротивление, теплоёмкость и проводимость неизвестного ему вещества. Но когда дело дошло до сплава иттербия, эксперт обнаружил для себя загадку — как заряд почему-то медленно колеблется в сильно коррелированной квантовой системе.
Редкоземельные металлы представляют интерес для широкого круга физиков, изучающих всё, от физики элементарных частиц до квантовой механики. Одна из причин заключается в их странно высокой проводимости, по крайней мере, при чрезвычайно низких температурах, что придаёт им потенциал в качестве сверхпроводников для квантовых вычислений.
Пирс Коулман, профессор Университета Ратгерса, отметил, что эти металлы обеспечивают основу для новых форм электронной материи, особенно экзотической и высокотемпературной сверхпроводимости. Коулман добавил, что слишком рано размышлять о том, к каким новым технологиям могут привести исследования редкоземельных металлов. И привёл пример: после того, как Майкл Фарадей открыл электромагнетизм, британский канцлер Уильям Гладстон спросил, для чего это было бы полезно. И Фарадей ответил, что, хотя он не знает, он уверен, что однажды правительство обложит это налогом.
Большой вопрос — это происхождение их масштабной инвариантности, квантовой критичности. Пока экспериментаторы будут пытаться повторить результаты на других редкоземельных металлах, команда из Калифорнийского университета и Ратгерса попытается превратить своё открытие в новую теорию, пояснил Пирс Коулман.
Эксперимент был новаторским отчасти из-за того, что исследователи создали гамма-частицы с помощью ускорителя частиц, называемого синхротроном. То есть в Японии задействовали синхротрон, подобный тому, который есть в ЦЕРН, Европейской организации ядерных исследований. Синхротрон ускоряет протон, разбивает его о стену и испускает гамма-излучение. Таким образом появляется источник гамма-излучения по требованию без использования радиоактивных материалов, в свою очередь добавил Яшар Комиджани. Исследователи использовали спектроскопию для изучения воздействия гамма-лучей на странный металл. А также изучили скорость колебаний электрического заряда металла, которые занимают всего наносекунду — миллиардную долю секунды.
Однако в квантовом мире наносекунда — это вечность, прокомментировал Комиджани. Вот почему учёные долго задавались вопросом, почему эти колебания на самом деле такие медленные. В итоге коллеги по международному исследованию выдвинули теорию о том, что в основе могут быть колебания решётки, и это, согласно итоговым выводам, действительно так.
- Дмитрий Ладыгин
- ru.wikipedia.org/wiki/Иттербий
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Планшет, пролежавший в Темзе пять лет, помог раскрыть серию запутанных преступлений
Эксперты говорят: даже вода не смогла стереть цифровые следы....

Учёные говорят, что обнаружили огромный тайный город под египетскими пирамидами
Проверять пока не разрешили....

«Инопланетяне» на Земле? Древние 8-метровые «грибы» оказались совершенно неизвестной формой жизни
Вот уже 180 лет подряд живые «башни» ставят в тупик всю науку....

«Шерстистый дьявол» обнаружен в пустыне, на границе Мексики и США
Ученые говорят: такой уникальной находки не было последние полвека....

Похоже, что проблема космического мусора в скором времени будет решена раз и навсегда
Новая технология не только очистит космос, но и поможет спутникам работать втрое дольше....

Американские спецслужбы скрывают правду о самой древней из библейских реликвий?
Экстрасенс ЦРУ предупредил: Ковчег Завета убьет каждого, кто к нему прикоснется....

Почему мы не помним себя младенцами? Новое исследование дало ответы
Возможно, помним, но «ларчик» заперт....

Археологи ликуют: в Испании нашли рисунки, которые старше человечества!
200 000-летняя находка заставит пересмотреть учебники....

Астрофизики рассказали, почему Вселенная замедляется вопреки предсказаниям Эйнштейна
Если открытие DESI и ослабление темной энергии подтвердится, учебники придется переписать....

Ученые поражены: мыши, как спасатели, оживляют своих сородичей, попавших в беду
Открытие, от которого дрогнет даже самое черствое сердце....

Кислород устарел! Ученые нашли новый ключ к внеземной жизни
Гицеанические миры могут стать новой надеждой астрофизиков....

На 100 000 лет раньше людей: ученые рассказали, кто устроил первые похороны на планете
Загадочные карлики Homo naledi, чей мозг был размером с апельсин, оказались не глупее нас с вами....

Секретная мутация гена: оказалось, ее имеют все обитатели Марианской впадины
Поразительное открытие китайских ученых может изменить всю теорию эволюции....

10 лет за 48 часов: ИИ полностью переиграл ученых в поисках секрета супербактерий
Однако эксперты предупреждают: нейросети не только ускоряют науку, они запросто могут столкнуть нас в пропасть....

Ученый рассказал, как использовались загадочные артефакты из гробницы Тутанхамона
Это было как в фильме «Мумия»: «Фараон должен воскреснуть!»...

Гигантский айсберг скрывал древнюю живую экосистему
Губки и кораллы благоденствуют на обнажившемся морском дне в месте, ранее недоступном взгляду....