Studie findet Pines „Dämon“ in supraleitendem Metall nach 67 Jahren; verstehen

Vor 67 Jahren erforschte der Physiker David Pines die Existenz eines „Dämons“, der durch die gegenseitige Neutralisierung elektrischer Wellen entstand. Jetzt, im Jahr 2023, ist es Wissenschaftlern gelungen, diese Bewegung in supraleitenden Metallen zu identifizieren.

Als „Pines-Teufel“ ist das Phänomen seit 1956 bekannt, dem Jahr, in dem der Physiker die Theorie über die kollektive Schwingung eines für Licht unsichtbaren Metalls entwickelte.

Ö "Pines Teufel„ist eine Art Plasmon, das in Metallen vorkommen kann. Entsprechend physikalische Theorie, können sie „als eine kollektive Form neutraler Quasiteilchen betrachtet werden, deren Ladung vollständig durch Elektronen in einem separaten Band abgeschirmt wurde“.

Obwohl es sich um eine interessante Studie handelte, konnte die Theorie in der experimentellen Forschung noch nicht bewiesen werden, hauptsächlich aufgrund ihrer inhärenten Ladungsneutralität.

Die neue Entwicklung dieses Phänomens wurde jedoch im August veröffentlicht Naturmagazin von Physikern der University of Illinois in Urbana-Champaign in den Vereinigten Staaten.

„Dämonen wurden theoretisch schon lange vermutet, aber Experimentatoren haben sie nie untersucht. Tatsächlich haben wir nicht einmal gesucht. Aber wir haben festgestellt, dass wir genau das Richtige getan haben, und wir haben es gefunden. Das zeigt, wie wichtig es ist, Dinge einfach zu messen“, sagte Peter Abbamonte, der Forscher, der die wissenschaftliche Studie leitete.

David Pines, Physiker, der die Theorie entwickelt hat. (Bild: Minesh Bacrania/SFI/Quanta Magazine/Reproduktion)

Das „Pines-Teufel“-Experiment

Wie das Studienteam sagte, suchten sie nicht unbedingt nach der Theorie von Pines, waren es aber führte zu dem Oszillationsexperiment bei der Analyse eines Supraleiters namens Kupferruthenat. Strontium.

Bei der Erforschung von Metallen bemerkten Wissenschaftler ein ungewöhnliches Verhalten von Elektronen, das zu Abflusswellen führte.

„Die meisten großen Entdeckungen sind ungeplant. Sie werden an einem neuen Ort suchen und sehen, was es dort gibt“, kommentierte Abbamonte.

(Bild: Natur/Reproduktion)

Daher erfolgte der erste Schritt der Analyse zur Identifizierung des Phänomens mithilfe einer Technik zur Verfolgung der Elektronen und zur Definition der Eigenschaften des Materials.

Als Ergebnis maßen sie die Energie beim Abprallen der Elektronen und ermittelten Daten über periodische Wellen, in der Physik „Moden“ genannt.

Trotz einiger unterschiedlicher Übereinstimmungen wurden solche supraleitenden Moden nur durch die Theorie von Pines erklärt. deshalb, die Forscher argumentieren, dass der „Pines-Teufel“ schließlich in einem physikalischen Experiment identifiziert wurde.

Somit eröffnete die Entdeckung neue Wege für physikalische Studien und löste ein Problem, das die Forschung zu Elektrizitäts- und Supraleitertechnologien verbessern kann.