Ученые: Загадка странных металлов решена
19- 31.03.2025, 15:42
- 6,696

Открытие физиков может изменить использование энергии.
Физики давно изучают странные металлы, то есть материалы, которые не следуют обычным правилам электричества и магнетизма. В отличие от знакомых металлов, таких как медь или золото, которые проводят электричество предсказуемым образом, странные металлы ведут себя непредсказуемо, особенно при очень низких температурах. Физики совершили прорыв в понимании этих материалов, и их открытие поможет сделать передачу энергии намного более эффективной.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications, пишет Interesting Engineering (перевод - «Фокус»).
Металлы обычно позволяют электронам свободно перемещаться, следуя хорошо изученным принципам физики. Но странные металлы демонстрируют необычное электрическое сопротивление, что делает их загадкой для физиков.
Понимание странных металлов может открыть новые возможности для разработки новых сверхпроводников, которые могут передавать электричество без сопротивления и без потери энергии. Физики исследовали загадку странных металлов с помощью математического инструмента из квантовой метрологии, известного как квантовая информация Фишера. Этот инструмент измеряет, как изменяются взаимодействия между электронами в экстремальных условиях.
Исследование показало, что странные металлы имеют уникальный шаблон квантовой запутанности, то есть электроны в этих материалах становятся сильно взаимосвязанными в критической точке перехода между разными состояниями материи.
Чтобы изучить странные металлы, физики также использовали теоретическую модель, известную как эффект Кондо, которая описывает, как магнитные моменты взаимодействуют с электронами. Эти взаимодействия становятся настолько сильными в критической точке перехода между разными состояниями материи, что квазичастицы, то есть фундаментальные строительные блоки электрического поведения, исчезают.
Ученые обнаружили, что это исчезновение связано с пиком квантовой запутанности, явлением, при котором электроны становятся очень сильно связанными между собой. Это открытие дает новое представление о природе странных металлов и о том, как они переходят между различными состояниями материи.
Физики нашли новый способ изучения этих материалов, интегрируя квантовую информатику с физикой конденсированного состояния. Таким образом были обнаружены квантовые связи, которые ранее были неизвестны. Исследование подтверждает идею о том, что квантовая запутанность является фундаментальным фактором поведения странных металлов. Понимание этих материалов имеет и практические последствия.
Странные металлы тесно связаны с высокотемпературными сверхпроводниками, которые потенциально могут сделать передачу электроэнергии намного более эффективной. Если физики смогут использовать силу странных металлов, то можно будет разработать технологии, которые значительно сократят потери энергии в электросетях. Благодаря новому открытию ученые стали на шаг ближе к будущему, в котором электроэнергия будет перемещаться эффективно без потери мощности.