|
Удалось вызвать демоническую частицу
|
|
|
|
Физики конденсированных сред из Университета Иллинойса успешно вызвали демона, но, вероятно, не того, которого вы себе представляете — поменьше огня и серы и побольше хитростей квантовой механики. “Демон” в данном случае на самом деле означает “отчетливое движение электрона” с добавлением любимого физиками суффикса “-on” для пущей убедительности.
|
|
|
|
Согласно теории, выдвинутой физиком Дэвидом Пайнсом в 1956 году, этот демон (также известный как Демон Пайна) представляет собой плазмон — дискретную волну, проходящую сквозь электроны плазмы, — который не имеет массы и имеет нейтральный заряд. Как вы, вероятно, догадываетесь, что-то одновременно безмассовое и нейтральное обнаружить не так-то просто.
|
|
|
|
Но статья, опубликованная учеными из Университета Иллинойса, демонстрирует, как они случайно наткнулись на этот демонический плазмон. Сначала команда только анализировала рутенат стронция, чтобы выяснить, почему он обладает свойствами, сходными с высокотемпературными сверхпроводниками (около -130 градусов Цельсия), но на самом деле не является таковым. Затем они обнаружили квазичастицу, которая была слишком медленной, чтобы быть поверхностным плазмоном, но слишком быстрой, чтобы быть акустическим фононом.
|
|
|
|
“Сначала мы понятия не имели, что это такое. Демоны не в моде. Такая возможность возникла довольно рано, и мы в основном отшучивались”, - сказал соавтор Али Хусейн в заявлении для прессы. “Но, когда мы начали что-то исключать, мы начали подозревать, что действительно нашли демона”.
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы найти демона, команда выпустила электроны из кристалла рутената стронция и измерила прирост энергии с невероятно высокой точностью. Используя эти данные об энергии, ученые смогли отследить импульс demon в материале, пока, наконец, не обнаружили, что квазичастица полностью соответствует предсказаниям Пайна о безмассовом электронном режиме, или demon, которые он сделал 67 лет назад. Результаты были опубликованы в журнале Nature.
|
|
|
|
“Это говорит о важности простого измерения материала”, - сказал Питер Аббамонте, профессор физики Иллинойского университета Урбана-Шамплейн и соавтор исследования, в заявлении для прессы. “Большинство крупных открытий не планируются. Отправляйтесь в новое место и посмотрите, что там есть”.
|
|
|
|
Открытие демона особенно важно для понимания сверхпроводников. Поскольку эта квазичастица не имеет массы, она может формироваться с любой энергией и, возможно, при любой температуре.
|
|
|
|
Стандартная теория сверхпроводников, известная как теория BCS, объясняет сверхпроводимость взаимодействием между электронами и фононами - естественными колебаниями, испускаемыми кристаллической решеткой атомов. Однако теория BCS не всегда может объяснить нулевое энергетическое сопротивление высокотемпературных сверхпроводников, что предполагает, что некоторые материалы достигают сверхпроводимости другими способами. Одним из таких средств может быть недавно обнаруженная демоническая квазичастица, поскольку теоретически предполагается, что она играет определенную роль в переходе полуметалла в сверхпроводимость.
|
|
|
|
Первый шаг к любому прорыву — это сначала встретиться лицом к лицу со своими демонами - надеюсь, то же самое можно сказать и о сверхпроводниках.
|
|
|
|
Источник
|
