67년 만에 초전도 금속에서 파인스의 '악마' 발견 이해하다

67년 전, 물리학자 데이비드 파인스(David Pines)는 전기적 파문의 상호 중화에 의해 생성되는 '악마'의 존재를 연구했습니다. 이제 2023년에 과학자들은 초전도 금속에서 이러한 움직임을 확인했습니다.

이 현상은 물리학자가 빛에 보이지 않는 금속의 집단 진동에 관한 이론을 개발한 해인 1956년부터 "소나무 악마"로 알려졌습니다.

아 "소나무 악마”는 금속에 존재할 수 있는 플라즈몬의 일종이다. 에 따르면 물리 이론, 그들은 "별도의 대역에서 전자에 의해 전하가 완전히 보호되는 중성 준입자의 집단 모드"로 간주될 수 있습니다.

흥미로운 연구임에도 불구하고 이 이론은 주로 고유한 전하 중립성으로 인해 실험 연구에서 아직 입증되지 않았습니다.

그러나 이 현상의 새로운 발전은 2019년 8월에 발표되었습니다. 자연잡지 미국 어배너-섐페인에 위치한 일리노이 대학교 물리학자들의 연구 결과입니다.

“악마는 이론적으로 오랫동안 추측되어 왔지만 실험주의자들은 악마를 연구한 적이 없습니다. 사실 우리는 살펴보지도 않았습니다. 그러나 우리는 우리가 정확히 옳은 일을 하고 있다는 것을 발견했고 그것을 발견했습니다. 이는 사물을 측정하는 것의 중요성을 보여줍니다.”라고 과학 연구를 주도한 연구원인 Peter Abbamonte가 말했습니다.

이 이론을 만든 물리학자 데이비드 파인스(David Pines). (이미지: Minesh Bacrania/SFI/Quanta Magazine/Reproduction)

'파인스 악마' 실험

연구팀이 말했듯이, 그들은 정확히 파인스의 이론을 찾고 있는 것은 아니었지만, 구리 루테네이트로 알려진 초전도체를 분석하면서 진동 실험을 하게 되었습니다. 스트론튬.

금속을 연구하는 동안 학자들은 배수 파문을 일으키는 전자의 특이한 행동을 발견했습니다.

“대부분의 주요 발견은 계획되지 않았습니다. 새로운 곳을 보고 거기에 무엇이 있는지 보게 될 것입니다.”라고 Abbamonte는 말했습니다.

(이미지: 자연 / 재생산)

따라서 현상을 규명하기 위한 분석의 첫 번째 단계는 전자를 추적하고 물질의 특성을 정의하는 기술을 사용하여 수행되었습니다.

그 결과, 그들은 전자가 튕겨나갈 때 에너지를 측정하고 물리학에서 '모드'라고 불리는 주기파에 대한 데이터를 결정했습니다.

서로 다른 대응에도 불구하고 이러한 초전도체 모드는 Pines의 이론에 의해서만 설명되었습니다. 그러므로, 연구원 물리적 실험을 통해 마침내 '파인즈 악마'가 동정됐다고 주장한다.

따라서 이 발견은 물리학 연구의 새로운 길을 열어 전기 및 초전도체 기술에 대한 연구를 향상시킬 수 있는 문제를 해결했습니다.