電流像液體一樣在奇怪的金屬中流動(dòng)

輕觸任何類型的電氣設(shè)備上的開關(guān)都會(huì)觸發(fā)帶電粒子的行進(jìn)帶，步進(jìn)到電路電壓的節(jié)拍。

但是一個(gè)新的發(fā)現(xiàn)被稱為奇怪金屬的奇異材料發(fā)現(xiàn)電流并不總是同步移動(dòng)，事實(shí)上，有時(shí)會(huì)以某種方式流血，這讓物理學(xué)家質(zhì)疑我們對(duì)粒子本質(zhì)的了解。

該研究是在由鐿、銠和硅的精確平衡制成的納米線上進(jìn)行的，（YbRh₂四₂).

通過(guò)對(duì)這些納米線進(jìn)行一系列量子測(cè)量實(shí)驗(yàn)，來(lái)自美國(guó)和奧地利的研究人員發(fā)現(xiàn)了證據(jù)，這些證據(jù)可以幫助解決關(guān)于金屬中電流性質(zhì)的爭(zhēng)論，這些金屬的行為不是以傳統(tǒng)方式進(jìn)行的。

發(fā)現(xiàn)于上世紀(jì)末在一類銅基化合物中，以在相對(duì)溫暖的溫度下對(duì)電流沒有抵抗力而聞名，奇怪的金屬當(dāng)它們加熱時(shí)，它們會(huì)變得更耐電，就像任何其他金屬一樣。

只是它們以一種相當(dāng)奇怪的方式這樣做，每升高一度，電阻就會(huì)增加一定量。

在普通金屬中，電阻隨溫度而變化，一旦材料變得足夠熱，電阻就會(huì)穩(wěn)定下來(lái)。

電阻規(guī)則的這種反差表明，奇怪金屬中的電流不會(huì)以完全相同的方式運(yùn)行。出于某種原因，奇怪金屬中攜帶電荷的粒子與周圍粒子的推擠相互作用的方式與普通導(dǎo)線中電子的彈球激流回旋不同。

我們可以想象成帶負(fù)電的球體在銅原子管中滾動(dòng)的電流有點(diǎn)復(fù)雜。畢竟，電是一種量子問(wèn)題，具有許多粒子協(xié)調(diào)的特征，其行為類似于稱為準(zhǔn)粒子.

同一種準(zhǔn)粒子是否能解釋奇怪金屬的異?？剐孕袨橐恢笔且粋€(gè)懸而未決的問(wèn)題，有一些理論和實(shí)驗(yàn)表明在適當(dāng)?shù)那闆r下，這種準(zhǔn)粒子可能會(huì)失去其完整性。

為了弄清楚在奇怪的金屬中，電子流中是否存在準(zhǔn)粒子的穩(wěn)定行進(jìn)，研究人員利用了一種稱為散粒噪聲.

如果你能放慢爬行時(shí)間，即使是最精確的激光發(fā)出的光子也會(huì)爆裂和濺射，并具有炙手可熱的培根脂肪的所有可預(yù)測(cè)性。這種“噪聲”是量子概率的一個(gè)特征，可以提供電荷流過(guò)導(dǎo)體時(shí)的粒度度量。

“我的想法是，如果我驅(qū)動(dòng)電流，它由一堆離散的電荷載流子組成。說(shuō)資深作者道格·納特爾森（Doug Natelson），美國(guó)萊斯大學(xué)物理學(xué)家。

“它們以平均速度到達(dá)，但有時(shí)它們碰巧在時(shí)間上更接近，有時(shí)它們相距更遠(yuǎn)。

該團(tuán)隊(duì)在他們的超薄YbRh樣品中發(fā)現(xiàn)了散粒噪聲的測(cè)量值₂四₂以電子與其環(huán)境之間的典型相互作用無(wú)法解釋的方式受到高度抑制，這表明準(zhǔn)粒子可能沒有發(fā)揮作用。

相反，電荷比傳統(tǒng)金屬中的電流更像液體，這一發(fā)現(xiàn)支持建議的模型20多年前，由特約作者，萊斯大學(xué)的凝聚態(tài)物理學(xué)家思啟淼（Qiamao Si）撰寫。

Si 關(guān)于接近零度溫度的材料的理論描述了特定位置內(nèi)的電子不再具有允許它們形成準(zhǔn)粒子的特征的方式。

雖然常規(guī)準(zhǔn)文章可以暫時(shí)排除這種行為，該團(tuán)隊(duì)并不完全確定這種“液體”電流采取什么形式，或者甚至可能在其他奇怪的金屬配方中找到它。

“也許這證明準(zhǔn)粒子不是定義明確的東西，或者它們只是不存在，電荷以更復(fù)雜的方式移動(dòng)。我們必須找到合適的詞匯來(lái)談?wù)撾姾扇绾渭w移動(dòng)。說(shuō)納特爾森。

這項(xiàng)研究發(fā)表在科學(xué).

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