Ver electricidad fluyendo como un líquido en minerales extraños: ScienceAlert

Al accionar un interruptor en cualquier tipo de dispositivo eléctrico se libera una serie de partículas cargadas que se mueven al ritmo del voltaje del circuito.

Pero un nuevo descubrimiento en materiales extraños conocidos como metales exóticos ha descubierto que la electricidad no siempre se mueve en pasos y, de hecho, a veces puede sangrar de una manera que hace que los físicos cuestionen lo que sabemos sobre la naturaleza de las partículas.

La investigación se realizó con nanocables fabricados a partir de un equilibrio preciso de iterbio, rodio y silicio (YbRh).₂malo₂).

Al realizar una serie de experimentos cuantitativos con estos nanocables, investigadores de Estados Unidos y Austria han descubierto evidencia que podría ayudar a zanjar el debate sobre la naturaleza de las corrientes eléctricas en metales que no se comportan de forma convencional.

Fue descubierto a finales del siglo pasado. En una clase de compuestos a base de cobre que se sabe que no tienen resistencia a las corrientes a temperaturas relativamente cálidas, Minerales exóticos Se vuelve más resistente a la electricidad cuando se calienta, como cualquier otro metal.

Sin embargo, lo hace de una manera un tanto extraña, donde la resistencia aumenta en una cierta cantidad por cada grado de aumento de temperatura.

En los metales comunes, la resistencia varía según la temperatura y se estabiliza una vez que el material se calienta lo suficiente.

Esta variación en las reglas de resistencia indica que las corrientes en metales exóticos no operan exactamente de la misma manera. Por alguna razón, la forma en que las partículas portadoras de carga en metales exóticos interactúan con las partículas que se empujan a su alrededor es diferente del zigzag de los electrones en una bola de billar en un hilo de alambre promedio.

Lo que podríamos imaginar como una corriente de bolas cargadas negativamente que fluyen a través de un tubo de átomos de cobre es un poco más complejo. La electricidad es, en última instancia, una cuestión cuántica, en la que las propiedades de varias partículas se armonizan para comportarse como unidades individuales conocidas como cuasipartículas.

Si los mismos tipos de cuasipartículas explican los comportamientos resistivos inusuales de los metales exóticos es una cuestión abierta, ya que algunas teorías y experimentos sugieren que tales partículas pueden perder su integridad en las condiciones adecuadas.

Para aclarar si existe una marcha constante de cuasipartículas en el flujo de electrones en metales exóticos, los investigadores utilizaron un fenómeno llamado… Ruido de fuego.

Si pudieras ralentizar el tiempo, los fotones de luz emitidos incluso por el láser más preciso explotarían y se dispersarían con toda la previsibilidad de la chisporroteante grasa de tocino. Este «ruido» es una característica de la probabilidad cuántica y puede proporcionar una medida de los detalles de las cargas a medida que fluyen a través del conductor.

«La idea es que si estoy impulsando una corriente, estará formada por un conjunto de portadores de carga separados», dijo. Él dice El autor principal Doug Natelson, físico de la Universidad Rice en Estados Unidos.

«Estos llegan a un ritmo promedio, pero a veces están más juntos en el tiempo y otras veces están más separados».

El equipo encontró mediciones del ruido de disparo en su muestra extremadamente delgada de YbRh.₂malo₂ Fueron suprimidas en gran medida de maneras que las interacciones típicas entre los electrones y su entorno no podían explicar, lo que sugiere que las cuasipartículas probablemente no existían.

En cambio, la carga era más líquida que las corrientes encontradas en los metales convencionales, un hallazgo que lo respalda. Modelo propuesto Hace más de 20 años, por el autor colaborador Kimiao Si, físico de la materia condensada de la Universidad Rice.

La teoría del Si de materiales a temperaturas cercanas a cero describe la forma en que los electrones en ubicaciones específicas ya no comparten propiedades que les permitan formar cuasipartículas.

Si bien en principio se puede descartar el comportamiento convencional de las cuasipartículas, el equipo no está del todo seguro de qué forma adopta esta corriente «líquida», o incluso si se puede encontrar en otras recetas metálicas exóticas.

«Tal vez esto sea evidencia de que las cuasipartículas no son cosas bien definidas o no existen, y que la carga se mueve de maneras más complejas. Tenemos que encontrar el vocabulario adecuado para hablar sobre cómo la carga se mueve colectivamente». Él dice Natelson.

Esta investigación fue publicada en Ciencias.