Фізики отримали абсолютно новий стан матерії, змусивши об’єднатися чотири вільних електрона

0
29

Близько 20 років тому вченими-фізиками була передбачена можливість існування так званих електронних квадруплетів, чотирьох свободнихелектронів, що об’єдналися в одну квазічастинку. І тільки зовсім недавно вченим вдалося отримати докази існування електронних квадруплетів в одній з експериментальних установок. Існування таких квазічастинок визначає собою абсолютно новий стан матерії, яке відкриває нові області у фізиці і нові можливості в практичному застосуванні цього явища.

Виявлене вченими явище електронних квадруплетів чимось споріднене явищу освіти і существованіяпар електронів, куперовскіх пар, в певних металевих матеріалах, що володіють властивістю надпровідності. Тому в своїх експериментах вчені з королівського технологічного інституту kth, швеція, створили такі умови, які перешкоджали електронам об’єднуватися в пари і текти по матеріалу, не зустрічаючи опору.

“раніше ми навіть не були впевнені в можливості створення таких умов” – розповідає єгор бабаєв, теоретичний фізик з kth, який зробив в 2004 році прогноз про можливість существованіянового стану речовини, – “тепер же, після першого виявлення нам буде потрібно багато років досліджень, перш ніж ми повністю зрозуміємо всю фізику нового стану і знайдемо шляхи для його практичного застосування”.

Бабаєв і його колеги в своїх експериментах використовували один з найдивніших надпровідних матеріалів – ba1-xkxfe2as2. Експерименти проводилися при різних температурах і при впливі різних зовнішніх факторів, таких, як електричні та магнітні поля. Але у всіх випадках проводилися вимірювання електричного опору матеріалу.

Проводячи експерименти, вчені виявили, що в середовищі надпровідного матеріалу спостерігається порушення зворотно-часової симетрії, фізичного поняття, описуваного формулами, в яких фігурують негативні значення моментів часу і часових проміжків. “в даному випадку наявність конденсату з чотирма ферміонами [електронами] викликає це порушення симетрії” – розповідає єгор бабаєв, – “і це порушення симетрії, в свою чергу, призводить до появи нового стану матерії”.

Новий стан матерії вже отримав назву біквадратної металевої фази з btrs (broken time-reversal symmetry). І той факт, щоученым відома достатня кількість матеріалів-надпровідників, які з теоретичної точки зору повинні володіти стабільністю, але на практиці не володіють, говорить про те, що подібні види альтернативного стану матерії можуть бути не такими вже й рідкісними.

“наші експерименти стали джерелом дуже великої кількості нових питань” – розповідає єгор бабаєв, – “матеріали з btrs демонструють безліч незвичайних властивостей, пов’язаних з реакцією на температурні градієнти, вплив магнітних полів і ультразвуку. А коли ми знайдемо пояснення всьому, що відбувається, ми відразу ж отримаємо можливість використання нового стану матерії в практичних цілях”.

ключові слова: стан, матерія, надпровідність, електрон, квазічастинка, квадруплет, порушення, симетрія, час

першоджерело

інші новини по темі:

Фізики знайшли докази існування ще одного виду екзотичного сос …

Дивна поведінка високотемпературних надпровідників вказує на сущест …

Просторово-часові кристали – абсолютно нова форма матерії

Вчені виявили новий стан матерії, що виявляється в двовимірних матері …

Фізики отримали експериментальні докази квантового явища, назива …