Pronađen "čudan metal" – naučnici ne razumeju njegovo ponašanje

Ali otkriće bi moglo biti ključno za objašnjenje fenomena koji decenijama muči istraživače, što bi na kraju potencijalno dovelo do raznih otkrića, kao što su električne mreže bez gubitaka i kvantni računari.

Takođe, čini se da je povezano sa nekim od osnovnih konstanti univerzuma, i tako bi moglo da pomogne u rasvetljavanju pitanja kako kosmos zapravo funkcioniše.

Većina materijala, kao što su bakar i srebro, ponašaju se na predvidiv i dobro razumljiv način, a naučnici znaju kako se njihova električna provodljivost menja kada se zagreju ili ohlade. Ali nedavno su naučnici bili fokusirani na drugu klasu materijala, poznatih kao čudni metali.

Čini se da se ne ponašaju u skladu sa uobičajenim električnim pravilima. Naučnici su zaintrigirani jer se smatra da nude nagoveštaje kvantnog sveta, kao i način razumevanja drugih fenomena koji tek treba da se u potpunosti objasne. Sada su naučnici otkrili još jedno čudno ponašanje metala.

U materijalu električni naboj ne nose elektroni, kao obično, već takozvani Kuperovi parovi, koji više liče na talase. Elektroni su deo klase čestica zvanih fermioni, a Kuperovi parovi su bozoni koji se ponašaju veoma različito. Čudno ponašanje metala nikada nije viđeno u sistemu sa bozonima.

To bi konačno moglo pomoći da se reši decenijama duga misterija zašto se ovo čudno ponašanje metala zapravo dešava.

"Imamo ove dve fundamentalno različite vrste čestica čije je ponašanje misteriozno", rekao je Džejms Vels, profesor fizike u Braunu i autor nove studije.

"Ovo govori da bilo koja teorija koja objašnjava čudno ponašanje metala ne može biti specifična za svaku vrstu čestice. Mora biti fundamentalnije od toga", dodao je Vels. Istraživanje, "Potpisi čudnog metala u bozonskom sistemu", objavljeno je u časopisu "Nature".

Čudno ponašanje metala zbunjuje naučnike već 30 godina, otkako je otkriveno da se klasa materijala zvanih kuprati ne ponaša kao drugi metali. Kada se normalni metali zagreju, njihov otpor raste, sve do određene tačke kada visoke temperature znače da otpor postaje konstantan – ali sa kupratima se to ne dešava, a čudni metali odbijaju da se povinuju očekivanim pravilima.

Istraživači ne znaju zbog čega se to događa. Ali pretpostavljaju da je to povezano sa dve različite konstante: jednom koja se odnosi na energiju proizvedenu toplotnim kretanjem i Plankovom konstantom, koja se odnosi na energiju čestice svetlosti.

"Da bi pokušali da razumeju šta se dešava u ovim čudnim metalima, ljudi su primenili matematičke pristupe slične onima koji se koriste za razumevanje crnih rupa", rekao je Vels. Potom je dodao: "Dakle, ovde se događaju neki procesi osnovne fundamentalne fizike".

Da bi bolje razumeli zašto se to dešava, naučnici su koristili materijal kuprat koji je imao sitne rupe u sebi da bi proizveli Kuperove parove. Oni su ga ohladili i gledali kako se menja njegova provodljivost – i otkrili da se ponaša kao fermionski čudni metali.