• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Kvanteffekt observerad i stor metall

    Upphovsman:EPFL/QMAT

    I materialvetenskapens värld, ibland kan huvudfynd hittas på oväntade platser. Under arbetet med resistiviteten hos en typ av delafossit - PdCoO2 - upptäckte forskare vid EPFL:s laboratorium för kvantmaterial att elektronerna i deras prov inte uppförde sig helt som förväntat. När ett magnetfält applicerades, elektronerna behöll signaturer av sin vågliknande natur, som kunde observeras även under förhållanden med relativt hög temperatur och uppträdde i relativt stora storlekar. Dessa överraskande resultat, erhållit i samarbete med flera forskningsinstitutioner, kan vara användbar, till exempel i jakten på kvantberäkning. Forskningen kommer att publiceras idag i den prestigefyllda tidskriften Vetenskap .

    För att förstå betydelsen av denna upptäckt, vi måste föreställa oss själva på den lilla atomen. I den skalan, vi ser att metaller - även om vi normalt ser dem som ganska täta - faktiskt består av väldigt många tomma utrymmen runt atomerna. När elektroner rör sig i dessa mellanrum, de har en tvåfaldig natur, beter sig både som partiklar och som vågor. Vanligtvis fångas deras rörelser i en metalltråd väl av deras partikelliknande aspekter, eftersom deras vågliknande natur är alldeles för svag och maskerad av olika andra interaktioner. Endast under mycket specifika laboratorieförhållanden, särskilt vid mycket låga temperaturer, experiment av Richard Webb och medarbetare hade känt avslöjat elektronernas vågkaraktär i metaller.

    Provet som studerades var PdCoO 2 , vars elektroniska struktur är nästan tvådimensionell och extremt ren, och som används som katalysator i kemi. Forskarna blev förvånade över att observera en ny typ av svängningar som uppvisade betydande koherenslängder när provet utsattes för ett magnetfält. Denna sammanhang är viktigt när man försöker bevara kvanttillstånd och de förhållanden under vilka det inträffade borde inte ha varit möjliga enligt fysikens grundläggande principer. I detta fall, de noterades vid temperaturer upp till 60 Kelvin och i längdskalor på upp till 12 mikron.

    Upphovsman:Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

    "Det är gigantiskt!"

    "Det här är verkligen förvånande, "säger Philip Moll, som leder EPFL:s laboratorium för kvantmaterial. "Det är första gången denna kvanteffekt har observerats i en så stor metallbit. Tolv mikrometer kan verka små, men för en atoms dimensioner, det är gigantiskt. Detta är längden på det biologiska livet, såsom alger och bakterier. "

    Nästa steg blir att försöka bättre förstå hur detta fenomen är möjligt i denna skala. Men forskare föreställer sig redan en mängd möjligheter, särskilt inom området kvantberäkning.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com