Mutlak sıfırın birkaç derece altındaki sıcaklıklarda, bir malzemenin termal iletkenliğinin elektriksel iletkenliğine oranı, sıcaklığıyla orantılı olmalıdır. Wiedemann-Franz yasası olarak bilinen bu prensip, ilk olarak 1853'te formüle edildi, ancak yoğun madde fiziği anlayışımız geliştikçe, kapsamı, yalnızca aynı kuasipartiküllerin hem ısıyı hem de yükü taşımaktan sorumlu olması durumunda geçerli olacak şekilde değiştirildi. Elektronların çok güçlü etkileşime girdiği kuantum malzemelerde tutunmaması gerekir.
Ya da öyle düşünülüyordu. Liderlik ettiği teorisyenler Wen Wang arasında ABD Enerji Bakanlığı'nın SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı ve Stanford Üniversitesi Artık yasaya tek bir tür kuantum malzemesinde uyulmaya devam edilmesi gerektiğini bulduk: bakır oksit (kuprat) süperiletkenler. Bu malzemeler alışılmadık süperiletkenler olarak biliniyor ve geleneksel muadillerine kıyasla nispeten yüksek sıcaklıklarda elektriği dirençsiz olarak iletiyorlar. Bu bulgu, fizikçilerin bu sözde güçlü korelasyona sahip malzemelerdeki elektronların nasıl davranması gerektiğini tahmin ederken yarı parçacıklar veya Boltzmann denklemlerini içeren aşırı basitleştirilmiş ve kavramsal olarak sorunlu varsayımlara başvurmak zorunda kalmayacağı anlamına geliyor.
Fermiyonların sabit alanlar arasında atlayan elektronlar olarak modellenmesi
Wang ve meslektaşları, çalışmalarında determinant kuantum Monte Carlo (DQMC) algoritmasını maksimum entropi analitik sürekliliği adı verilen bir teknikle birleştirdiler ve bunu bir kuprat malzemesinin Hubbard modeline uyguladılar. Bu model, elektronları bir kafes üzerindeki sabit yerler arasında atlayan ve aynı kafes bölgesini işgal ettiklerinde birbirleriyle etkileşime giren fermiyonlar olarak temsil eder. Elektronların bağımsız varlıklar olarak davranmak yerine birbirleriyle etkileşime girdiği sistemleri simüle etmek ve tanımlamak için yaygın olarak kullanılır ve elektronları farklı yarı parçacıklar olarak tanımlayan alternatif Boltzmann çerçevesiyle çelişir.
Geleneksel olmayan süper iletken beklenenden bile daha tuhaf
Fizikçiler, yalnızca elektron taşınması hesaba katılırsa, kupratların Lorenz sayısının (termal iletkenliğin elektriksel iletkenliğe oranının sıcaklığa bölünmesiyle) Wiedemann-Franz yasası tarafından tahmin edilen değere yaklaştığını buldu. Ekip, Hubbard modelinde yer almayan kafes titreşimleri (veya fononlar) gibi diğer faktörlerin, güçlü korelasyona sahip malzemeler üzerinde yapılan deneylerde gözlemlenen ve yasanın geçerli olmadığı izlenimini veren tutarsızlıklardan sorumlu olabileceğini öne sürüyor. Elde edilen sonuçlar, fizikçilerin bu deneysel gözlemleri yorumlamasına yardımcı olabilir ve sonuçta veri işleme ve kuantum hesaplama gibi uygulamalarda birbiriyle ne kadar güçlü korelasyona sahip sistemlerin kullanılabileceğinin daha iyi anlaşılmasına yol açabilir.
Ekip şimdi termal Hall etkileri gibi diğer ulaşım kanallarını keşfederek bu sonuca ulaşmayı planlıyor. Wang, "Bu, güçlü bir şekilde ilişkili malzemelerdeki taşıma teorileri hakkındaki anlayışımızı derinleştirecek" diyor Fizik dünyası.
Bu çalışma şu adreste yayınlanmıştır: Bilim.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://physicsworld.com/a/170-year-old-physical-law-unexpectedly-holds-true-in-high-temperature-superconductors/
