Cercetătorii au identificat o nouă stare a materiei

Electronii sunt unele dintre cele mai mici particule din Univers, care, în condiţii specifice, pot crea legături cu alţi electroni, permiţându-le să se deplase prin materialele superconductoare cu uşurinţă. Aceste „pateneriate” cuantice, numite „legături Cooper”, pot avea două stări: una în care pot trece prin materiale fără efort (superconductivitate) sau în care nu pot face asta.

O echipă de cercetători din Statele Unite ale Americii şi China a descoperit că, în anumite condiţii, legăturile Cooper pot exista într-o stare intermediară, în care acţionează precum un electron individual, notează Science Alert. Oamenii de ştiinţă explică faptul că, deşi, la prima vedere o pereche de electroni care se comportă precum electronii obişnuiţi nu pare a fi o observaţie interesantă, în realitate vorbim despre un fenomen care nu a mai fost observat anterior.

• Universul invizibil dezvăluie noi indicii despre materia întunecată
• De ce ni se pare că luna decembrie „vine mai devreme” în fiecare an?

Electronii sunt fermioni, ceea ce înseamnă că sunt supuşi principiului excluziunii: două particule fermion nu pot ocupa acelaşi spaţiu. Asta înseamnă că, atunci când se deplasează prin diferite materiale, electronii se lovesc de alţi electorni şi pierd energie. În 1970, Leon Cooper a teoretizat că, în anumite materiale şi la temperaturi foarte mici, electronii pot realiza aceste „partenieriate”. Aceste parteneriate le permit electronilor să depăşească principiul excluziunii şi să dobândească caracteristici asemănătoare bosonilor, aceştia din urmă având capacitatea de a trece prin alte particule.

Materialele prin care trecerea electronilor se face cu o pierdere minimă de energie sunt numite de către oamenii de ştiinţă „superconductoare”, dar, din cauza condiţiilor extreme în care funcţionează (temperaturi foarte joase sau presiuni extreme) au aplicabilităţi limitate.

În 2007, cercetătorii de la Universitatea Brown din Statele Unite ale Americii au descoperit o stare secundă a legăturilor Cooper, cea în care electronii sunt blocaţi în mici insule de superconductibilitate, blocându-i în anumite poziţii. În funcţie de starea electronilor, materialele pot deveni superconductoare sau izolatoare.

Deşi au stabilit că perechile de electroni pot acţiona precum bosonii, oamenii de ştiinţă trebuie să mai facă o serie de teste şi experimente pentru a putea formula ipoteze care să explice acest fenomen.

Studiul Intermediate bosonic metallic state in the superconductor-insulator transition a fost publicat în Science.

Citeşte şi: