Studie nalezla Pines „démona“ v supravodivém kovu po 67 letech; rozumět

Před 67 lety fyzik David Pines zkoumal existenci „démona“, který vznikl vzájemnou neutralizací elektrických vln. Nyní, v roce 2023, se vědcům podařilo identifikovat tento pohyb v supravodivých kovech.

Tento jev je známý jako „Pines devil“ od roku 1956, kdy fyzik vyvinul teorii o kolektivní oscilaci kovu, který by byl pro světlo neviditelný.

O"Borovice ďábel“ je typ plasmonu, který může existovat v kovech. Podle fyzikální teorielze je považovat „za kolektivní mód neutrálních kvazičástic, jejichž náboj byl plně odstíněn elektrony v samostatném pásmu“.

Navzdory tomu, že se jedná o zajímavou studii, tato teorie dosud nebyla prokázána v experimentálním výzkumu, a to především kvůli své přirozené nábojové neutralitě.

Nový vývoj tohoto fenoménu byl však zveřejněn v srpnu v Časopis Příroda fyziky z University of Illinois, v Urbana-Champaign, ve Spojených státech.

„Démoni byli teoreticky dohadováni již dlouhou dobu, ale experimentátoři je nikdy nestudovali. Vlastně jsme se ani nehledali. Ale zjistili jsme, že děláme přesně správnou věc a našli jsme to. To ukazuje, jak je důležité věci jen měřit,“ řekl Peter Abbamonte, výzkumník, který vedl vědeckou studii.

David Pines, fyzik, který vytvořil teorii. (Obrázek: Minesh Bacrania/SFI/Quanta Magazine/Reproduction)

Experiment „Pines ďábel“.

Jak řekl studijní tým, nehledali přesně Pinesovu teorii, ale byli vedl k experimentu s oscilací při analýze supravodiče známého jako ruthenát mědi. stroncium.

Během výzkumu kovů si učenci všimli neobvyklého chování elektronů, které způsobovalo drenážní vlnění.

„Většina velkých objevů je neplánovaná. Podíváte se někam nově a uvidíte, co tam je,“ komentoval Abbamonte.

(Obrázek: Příroda/reprodukce)

První krok analýzy k identifikaci jevu byl tedy proveden pomocí techniky sledování elektronů a definování vlastností materiálu.

V důsledku toho měřili energii při odrazu elektronů a určili údaje o periodických vlnách, nazývaných ve fyzice „módy“.

Navzdory různým shodám byly takové supravodičové módy vysvětleny pouze Pinesovou teorií. Proto, výzkumníci tvrdí, že „ďábel Pines“ byl nakonec identifikován ve fyzickém experimentu.

Objev tedy otevřel nové cesty pro fyzikální studie a vyřešil problém, který může zlepšit výzkum elektřiny a supravodičových technologií.