Home » Știință » A fost creat un nou tip de metal în care electronii curg ca un fluid

A fost creat un nou tip de metal în care electronii curg ca un fluid

A fost creat un nou tip de metal în care electronii curg ca un fluid
Credit foto: Shutterstock
Publicat: 12.09.2021

Oamenii de știință au descoperit cu ajutorul unui nou studiu un tip de metal în care electronii curg fluid, la fel ca apa dintr-o conductă, prin interacțiunea cu cvasiparticule numite fononi. Acesta rezultă din vibrațiile unei structuri cristaline.

În metal, ar fi normal ca electronii să fie difuzivi în mișcarea lor, funcționând ca particule individuale. Mai exact, nu câștigă impuls ca grup.

Acest lucru face ca electronii să treacă de la comportamentul difuziv (asemănător unei particule) la un comportament hidrodinamic (asemănător unui fluid) în mișcarea lor.

Superconductorul metalic care cauzează acest comportament este un aliaj de niobiu și germaniu (NbGe2), relatează echipa de cercetare, citată de ScienceAlert. Astfel, ar putea da naștere unui nou tip de dispozitiv electronic.

electron metal fluid
Credit foto: Fazel Tafti, Boston College

„Am vrut să testăm o predicție recentă a „fluidului electron-fonon”, explică fizicianul experimental Fazel Tafti de la Boston College.

„De obicei, electronii sunt împrăștiați de fononi, ceea ce duce la mișcarea obișnuită de difuzie a electronilor în metale. O nouă teorie arată că atunci când electronii interacționează puternic cu fononii, vor forma un lichid electron-fonon unit. Acest nou lichid va curge în interiorul metalului la fel cum curge apa într-o conductă.”

Trei metode au confirmat ipoteza fluidului electron-foton

Ipoteza fluidului electron-foton, pusă la punct de Tafti și colegii săi, a fost confirmată de trei metode. Prima a fost măsurarea rezistivității electrice a metalului, care a arătat că electronii săi au o masă mai mare decât s-ar fi așteptat în mod normal.

Cea de-a doua este metoda de răpândire Raman, care a arătat că vibrația NbGe2 s-a schimbat din cauza fluxului neobișnuit de electroni și, în cele din urmă, tehnicile de difracție cu raze X au dezvăluit structura cristalină a metalului.

Masa electronilor a fost de trei ori mai mare decât ar fi normal, potrivit unei metode de cartografiere a materialelor, cunoscută sub numele de oscilații cuantice. Acesta a fost un alt semn că electronii și fononii cauzează un comportament neobișnuit.

„În cele din urmă, am înțeles că interacțiunea puternică electron-fonon a fost responsabilă pentru comportamentul electronilor grei. Electronii interacționează cu vibrațiile rețelei sau fononii, sunt puternic trași de rețea și astfel au devenit grei”, spune Tafti despre studiul publicat în Nature Communications.

În prezent, există mult interes pentru cercetarea lichidelor electron-fonon, chiar dacă nu este foarte clar care ar putea fi implicațiile pentru gadgeturile electronice și sistemele de comunicații din viitorului.

În acest context, cercetătorii vor să descopere și alte materiale care se comportă la fel ca NbGe2.

Citește și:

Metalul din care sunt făcute cutiile de bere a fost asociat cu maladia Alzheimer

Într-un mediu superfluid nu există limită de viteză

Cele mai vechi fluide din Sistemul Solar ar putea să se afle la baza vieţii biologice

Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Un medicament pentru persoanele cu vitiligo a avut rezultate promițătoare într-un studiu clinic
Un medicament pentru persoanele cu vitiligo a avut rezultate promițătoare într-un studiu clinic
Vladimir Putin acuză Ucraina că a deschis „Cutia Pandorei”
Vladimir Putin acuză Ucraina că a deschis „Cutia Pandorei”
Balenele cu cocoașă din largul coastei New York-ului, în pericol din cauza navelor
Balenele cu cocoașă din largul coastei New York-ului, în pericol din cauza navelor
Lumea se apropie cu pași repezi de războiul pentru resursele de apă
Lumea se apropie cu pași repezi de războiul pentru resursele de apă
Un fenomen ascuns la interiorul atomilor ar putea explica misterioasele raze gamma
Un fenomen ascuns la interiorul atomilor ar putea explica misterioasele raze gamma
O erupție solară tocmai a scos la iveală un punct vulnerabil în previziunile privind vremea spațială
O erupție solară tocmai a scos la iveală un punct vulnerabil în previziunile privind vremea spațială
O descoperire extrem de rară: Fosila unei creaturi marine, de 450 de milioane de ani, ascunde țesuturi încă moi
O descoperire extrem de rară: Fosila unei creaturi marine, de 450 de milioane de ani, ascunde țesuturi încă moi
Telescopul Webb a descoperit un roi de galaxii neobișnuit de matur pentru Universul timpuriu
Telescopul Webb a descoperit un roi de galaxii neobișnuit de matur pentru Universul timpuriu
Arborii antici ne avertizează când ar putea avea loc următoarea furtună solară de proporții uriașe
Arborii antici ne avertizează când ar putea avea loc următoarea furtună solară de proporții uriașe
Premieră absolută pentru arheologie: Un puț etrusc dezvăluie un ritual bizar cu rămășițe umane
Premieră absolută pentru arheologie: Un puț etrusc dezvăluie un ritual bizar cu rămășițe umane
Muzica stimulează o activitate cerebrală uimitoare, dezvăluie o nouă cercetare
Muzica stimulează o activitate cerebrală uimitoare, dezvăluie o nouă cercetare
De ce femeile sunt diagnosticate mai frecvent decât bărbații cu boli autoimune?
De ce femeile sunt diagnosticate mai frecvent decât bărbații cu boli autoimune?
Oamenii de știință au construit mini-creieri care „simt” trecerea timpului
Oamenii de știință au construit mini-creieri care „simt” trecerea timpului
Primul caz din lume în care sindromul „Alice în Țara Minunilor” a fost declanșat de un adenovirus
Primul caz din lume în care sindromul „Alice în Țara Minunilor” a fost declanșat de un adenovirus
Acești crocodilienii uriași dominau lanțul trofic în America de Sud din Miocen
Acești crocodilienii uriași dominau lanțul trofic în America de Sud din Miocen
Astronomii au descoperit un „mega-Pământ” de 23 de ori mai greu decât planeta noastră
Astronomii au descoperit un „mega-Pământ” de 23 de ori mai greu decât planeta noastră
A murit Marcos Rodríguez Pantoja, spaniolul care a trăit cu lupii mai bine de 12 ani
A murit Marcos Rodríguez Pantoja, spaniolul care a trăit cu lupii mai bine de 12 ani
Cercetătorii au identificat neuronii care controlează nevoia de somn
Cercetătorii au identificat neuronii care controlează nevoia de somn