Электроны подчиняются социальное дистанцирование в ‘странной’ металлы

Квантовая механика может показаться, сбивает с толку, поэтому для качественного материала назвал «странным» это действительно что-то говорил.

В Корнельском университете-вел сотрудничество использовал государство-оф-искусство вычислительные средства для моделирования хаотического поведения Planckian, или «странно», — металлов. Такое поведение уже давно интриговал физиков, но они так и не смогли смоделировать его вниз к самой низкой возможной температуре, до сих пор.

Бумаги группы «линейные сопротивления и Сачдев-Йе-Китаев (семействе SYK) спиновой жидкости поведение в квантовой критической металла со спином-фермионов 1/2», опубликованной 22 июля в Трудах Национальной академии наук. Ведущий автор исследования докторант Питер Ча.

Ведя сотрудничество Ен-А Ким, профессор физики колледжа искусств и наук, кто интересуется социальными явлениями электронов и как они взаимодействуют, как общество, со всеми осложнениями, что влечет за собой.

Как и люди, электроны имеют разные врожденные наклонности. В металлах электроны не нравится, и в основном свободно. В диэлектриках электроны застряли в фиксированном положении. Между этими металлическими и фазы изолятора существует странный случай Planckian металлов. В Planckian металлов, электроны рассеивают энергию на максимально быстрой скорости, разрешенных фундаментальных законов квантовой механики. Они имеют высокий уровень хаотического поведения и удельное электрическое сопротивление.

Представьте себе перегруженных дорог с медленным движением. Транспортные средства движутся в одном общем направлении, но они вялые, а их движение ограничено. Это положение электронов в Planckian металлов. Теперь сравните это с электронами в сверхпроводнике, которая является самой организованной, последовательной государственной возможное, скоростная дорога с огромным количеством электронов, несущихся вместе нога в ногу, без сопротивления и рассеяния. За более чем три десятилетия ученые были озадачены тем, что Planckian металлы могут перейти в высокотемпературных сверхпроводниках. Это необъяснимое поведение, как представляется, так или иначе связанных с желанием индивидуалистических электронов дистанцироваться друг от друга.

«Так как у нас есть рекомендации, соблюдение социальной дистанции по распоряжению нашего губернатора, у электронов есть рекомендации, соблюдение социальной дистанции по приказу матушки-природы», — сказал Ким. «Но как именно этот порядок социальное дистанцирование привело в частности, максимально хаотическое поведение было загадкой. Как перейти от мандата, ладно, ты все отражения друг друга, чтобы эта конкретная форма хаотическое, поведение несовместимым? Это позволяет предположить, что существует что-то в этом очень запутанном состоянии, что это семя очень организованным государством».

Исследовательская группа Ким сотрудничал с учеными в Институте утюг, внутренним научно-исследовательским отделом Саймонса в Нью-Йорке, который специализируется в области вычислительной квантовой физике. Вместе, они создали первую в истории модель поведения Planckian вниз к самой низкой из возможных температур, абсолютный ноль (ноль градусов по Кельвину или -273,15 градуса по Цельсию). Это знаменует квантовой критической области, когда одно состояние материи переходит в другой.

Регулируя соотношение между электронами’ желание подпрыгнуть вокруг (кинетической энергии) и сильных социальных взаимодействий, которые захватывают электроны в положение в соответствии с их спинов (энергии взаимодействия), который является по существу мандат на социальное дистанцирование, исследователи настроили систему на грань перехода между обычным металлом и взаимодействия-действие изолятор. Когда социальное дистанцирование сильнее, система переходит в состояние типа спинового стекла изолятора, в котором неподвижные электроны бывают только в лице своих общих чертах согласуются спины. Но когда кинетическая энергия доминирует, система переходит в состояние Ферми-жидкости металлическая государства.

«Мы обнаружили, что есть целая область в фазовом пространстве, которое демонстрирует поведение Planckian, что не принадлежит ни одному из двух фаз, которые мы переводим между ними,» сказал Ким. «Это квантовое состояние спиновой жидкости, не так закрыты, но он также не полностью свободен. Он вялый, плаксивый, государственный мокрый. Это металлик, но металлик неохотно, и это толкает степень хаоса до предела квантовой механики.»

Модель имеет минималистский дизайн, что позволяет исследователям определить самые основные ингредиенты для Planckian металла поведения. Это будет служить образцом для построения более сложных моделей, которые могут захватить даже более неуловимых явлений, таких как высокотемпературная сверхпроводимость. И, возможно, даже более того.

«Вселенные и обществ электронов, что мы изучаем не только предметом любопытства и интеллектуальное удовлетворение», — сказал Ким. «Они еще и предмет, который делает разницу в обществе. Мы можем изменить общество — общество — революционизировать понимание новые материалы, новые виды состояний. Открытие полупроводников привело к транзистора. И мы не можем себе представить, что был бы мир сегодня, если бы не было транзисторов».

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства энергетики США и Саймонса.

почувствуйте разницу: спонсорские возможности