Badania wykazały, że po 67 latach Pines stał się „demonem” w metalu nadprzewodzącym; zrozumieć

67 lat temu fizyk David Pines badał istnienie „demona”, który powstał w wyniku wzajemnej neutralizacji zmarszczek elektrycznych. Teraz, w 2023 roku naukowcom udało się zidentyfikować ten ruch w metalach nadprzewodzących.

Zjawisko to znane jest jako „diabeł sosnowy” od 1956 roku, kiedy fizyk opracował teorię o kolektywnych oscylacjach metalu niewidocznego dla światła.

O”Sosnowy diabeł” to rodzaj plazmonu, który może występować w metalach. Według teoria fizyczna, można je uznać za „zbiorczy tryb neutralnych kwazicząstek, których ładunek został całkowicie osłonięty przez elektrony w oddzielnym paśmie”.

Pomimo tego, że jest to interesujące badanie, teoria ta nie została jeszcze udowodniona w badaniach eksperymentalnych, głównie ze względu na jej wrodzoną neutralność ładunku.

Jednak nowy rozwój tego zjawiska został opublikowany w sierpniu w

Magazyn Przyrodniczy przez fizyków z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign w Stanach Zjednoczonych.

„Demony przypuszczano teoretycznie od dawna, ale eksperymentatorzy nigdy ich nie badali. Prawdę mówiąc, nawet nie szukaliśmy. Ale odkryliśmy, że postępujemy właściwie i znaleźliśmy to. To pokazuje, jak ważne jest po prostu mierzenie rzeczy” – powiedział Peter Abbamonte, badacz kierujący badaniem naukowym.

David Pines, fizyk, który stworzył tę teorię. (Zdjęcie: Minesh Bacrania/SFI/Quanta Magazine/Reprodukcja)

Eksperyment „Pines Devil”.

Jak stwierdził zespół badawczy, nie chodziło im dokładnie o teorię Pinesa, ale o nią doprowadziło do eksperymentu oscylacyjnego podczas analizy nadprzewodnika znanego jako rutenian miedzi. stront.

Podczas badań metali uczeni zauważyli niezwykłe zachowanie elektronów, które powodowało zmarszczki drenażowe.

„Większość najważniejszych odkryć jest nieplanowana. Będziesz szukać nowego miejsca i zobaczyć, co tam jest” – skomentował Abbamonte.

(Zdjęcie: Natura/Reprodukcja)

Zatem pierwszy etap analizy mającej na celu identyfikację zjawiska przeprowadzono przy użyciu techniki śledzenia elektronów i określenia właściwości materiału.

W rezultacie zmierzyli energię odbijanych elektronów i uzyskali dane dotyczące fal okresowych, zwanych w fizyce „modami”.

Pomimo różnych powiązań, takie mody nadprzewodnikowe zostały wyjaśnione jedynie przez teorię Pinesa. Dlatego też badacze twierdzą, że „diabeł sosnowy” został ostatecznie zidentyfikowany w eksperymencie fizycznym.

Tym samym odkrycie otworzyło nowe możliwości w badaniach fizyki, rozwiązując problem, który może usprawnić badania nad technologiami elektryczności i nadprzewodników.