이상한 금속에 대한 최초의 보편적 이론은 금속이 왜 그렇게 이상하게 행동하는지 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어 금이나 구리와 같은 일반 금속보다 전자 흐름에 더 저항하는 이유를 설명할 수 있습니다. 뉴욕 플랫아이언 연구소(Flatiron Institute)와 미국 하버드 대학교 연구원들이 개발한 새로운 이론은 이상한 금속의 두 가지 특성, 즉 전자의 양자 얽힘과 원자의 불균일한 배열을 고려합니다. 이 연구는 고온 초전도체 및 기타 상관 양자 물질에 ​​대한 이해를 향상시킬 수 있습니다.

이상한 금속은 금속과 절연체 사이에 위치하며 전자의 독특한 행동에서 그 이름을 얻습니다. 상호 작용과 저항이 거의 없이 자유롭게 이동하는 일반 금속의 전자와 달리 이상한 금속의 전자는 느리고 제한된 방식으로 움직입니다. 이상한 금속에 있는 전자는 양자역학의 기본 법칙이 허용하는 가장 빠른 속도로 과거 위치에 대한 "기억"을 잃습니다.

더욱 이상한 점은 최근 연구자들이 1987년에 발견된 구리산화물(산화구리) 고온 초전도체에 초전도상뿐만 아니라 이상한 금속상도 포함되어 있다는 사실을 발견했다는 것입니다. 이상한 위상은 구리 산화물 층에 정공이 많이 도핑되었을 때 발생하며 전자를 독립적인 양자 입자로 취급하고 전자 사이의 양자 얽힘을 대부분 무시하는 기존 이론으로는 설명할 수 없기 때문에 물리학자들을 당혹스럽게 합니다.

많은 전자 얽힘과 무질서 사이의 미묘한 상호작용

"이 이상한 위상을 이해하는 것은 고온 초전도 이론에서 필수적인 요소이며 지난 수십 년 동안 이 방향으로 많은 노력이 기울여졌습니다."라고 말합니다. 수비르 사크데프 of 하버드, 함께 새로운 연구를 주도한 아비쉬카르 파텔 의 플랫아이언 연구소의 전산양자물리학센터 (CCQ). "우리는 논문에서 기존 관찰과 일치하고 많은 전자 얽힘과 불순물의 존재로 인해 모든 결정에 존재하는 무질서 사이의 미묘한 상호 작용을 강조하는 새로운 이론을 제안합니다."

이상한 금속 레이아웃의 불규칙성은 전자 얽힘의 특성이 재료 내에서 얽힘이 발생하는 위치에 크게 좌우된다는 것을 의미한다고 Sachdev는 덧붙였습니다. 이러한 불균일성은 전자가 물질을 통해 전파되고 서로 상호 작용할 때 전자의 운동량에 무작위성을 추가합니다. 결과적으로 전자가 함께 흐르는 대신 사방에서 서로 충돌하고 서로 밀어내면서 전기저항이 발생하게 된다. 그리고 물질의 온도가 높아질수록 전자가 더 자주 충돌하기 때문에 전기 저항은 온도에 비례하여 증가합니다.

좀 더 현실적인 모델

이러한 얽힘과 불균일성의 상호 작용은 이전에 어떤 재료에서도 실험적으로 문서화된 적이 없지만 적어도 돌이켜보면 이것이 매우 단순한 개념이라고 Patel은 지적합니다.

"초기 아이디어는 현재 Sachdev-Ye-Kitaev 모델이라고 불리는 것(변형)에 대한 1993년의 나의 제안이었습니다."라고 Sachdev는 말합니다. 물리 세계. "이것은 개별 전자를 통하지 않고 얽힌 '양자 수프'로 전류가 흐르는 체제에서 양자 얽힘과 장애 사이의 상호 작용을 연구할 수 있는 간단하고 해결 가능한 장난감 모델입니다."

그 이후로 연구자들은 실험가와 이론가, 특히 Flatiron의 협력을 통해 이 장난감 모델을 더욱 현실적으로 만드는 방법을 모색해 왔습니다. 앙투안 조르주 과 올리비에 파콜레. “그 과정에서 많은 잘못된 방향으로 전환한 후, 우리는 마침내 현재 연구에 설명된 일반화에 도달했습니다. 과학, 팬데믹 기간 동안 공동저자와 오랜 논의를 진행하는 동안”이라고 Sachdev는 말합니다.

'Reluctant' 금속이 물질의 새로운 상태를 만든다

이 이론은 산화구리 기반 고온 초전도체 및 기타 여러 관련 양자 물질의 전체 상태 다이어그램을 이해하는 데 도움이 되는 "발판" 역할을 할 수 있다고 그는 덧붙였습니다.

Flatiron/Harvard 팀은 현재 전류 흐름의 잡음, 강한 레이저 광 및 자기장에 대한 반응을 포함하여 이론의 관찰 가능한 많은 특성을 계산하고 있습니다. Sachdev는 "우리는 이러한 결과를 진행 중인 실험과 비교할 것이며 기본 물리학의 완전한 그림에 도달하기를 희망합니다"라고 결론지었습니다.

• SEO 기반 콘텐츠 및 PR 배포. 오늘 증폭하십시오.
• PlatoData.Network 수직 생성 Ai. 자신에게 권한을 부여하십시오. 여기에서 액세스하십시오.
• PlatoAiStream. 웹3 인텔리전스. 지식 증폭. 여기에서 액세스하십시오.
• 플라톤ESG. 자동차 / EV, 탄소, 클린테크, 에너지, 환경, 태양광, 폐기물 관리. 여기에서 액세스하십시오.
• PlatoHealth. 생명 공학 및 임상 시험 인텔리전스. 여기에서 액세스하십시오.
• 차트프라임. ChartPrime으로 트레이딩 게임을 향상시키십시오. 여기에서 액세스하십시오.
• BlockOffsets. 환경 오프셋 소유권 현대화. 여기에서 액세스하십시오.
• 출처: https://physicsworld.com/a/strange-metals-reveal-their-secrets/