Открива се ново състояние на материята или каква е тайната на странните метали

Учените вече са открили сравнително отдавна, че доста сложни комбинации от мед - купрати, проявяват поведение, различно от класическите метали. И според резултатите от скорошни проучвания учените са открили напълно ново състояние на материята в тях.

Използването на тези материали показва широки перспективи за образуването на високотемпературни свръхпроводници, които са толкова необходими на съвременната енергетика и на цялата индустрия като цяло. Нека да видим каква е особеността на тези „странни материали“.

Първите открития на високотемпературни проводници

Още през 1911г откриването на свръхпроводимост е направено в Холандия. Установено е, че при температура само три Келвина, съпротивлението на живака пада до нула (електричеството се предава без загуби).

Освен това този ефект се наблюдава и при други материали, но винаги температурата, при която се наблюдава свръхпроводимост, остава изключително ниска.

Промените настъпват едва през 1986 г. Тогава инженерите на IBM създадоха първия високотемпературен свръхпроводник - купратлатан и барий. За това К. Мюлер и Г. Bednorts получи Нобелова награда.

Свръхпроводниците с минимална температура 77 Келвина (но не по-ниска) се наричат ​​високотемпературни. Това е температурата, при която течният азот кипи.

В момента най-известният високотемпературен свръхпроводник е BSCCO (сандвич биско), състоящ се от слоеве бисмутов оксид, стронций, мед и чист калций.

Благодарение на тези материали са създадени специални устройства и продукти в електротехниката, транспорта и енергетиката.

Каква е тайната на странните метали

Въпреки факта, че купратите вече са в пълна употреба, в Големия адронен колайдер от тях се правят стотици метри жици. Учените и до днес не разбират напълно физиката на високотемпературната проводимост.

Теорията на BCS (кръстена на създателите й D. Бардин, Л. Купър и
Д. Schrieffer) перфектно описва свръхпроводимост над 30 Келвина. Но само с повишаване на температурата, когато ефектът на свръхпроводимостта изчезне, тогава купратите започват да се държат не като обикновените материали.

Електрическото съпротивление на купратите намалява линейно и не пропорционално на квадрата на температурната разлика. Това противоречи на теорията за течността на Ферми, която е формулирана от Лев Ландау през 1956 г.

При изключително ниски температури електроните проявяват поведението на електронен газ и срещнатото взаимодействие се описва от уравненията на квантовата механика.

В този случай теорията за течността на Ферми работи за по-голямата част от металите, с изключение на прословутите купрати. Ето защо физиците са ги поставили в специален раздел на "странни метали".

В такива "подметали" електроните се движат изключително слабо и на малки разстояния. В този случай се получава интензивно разсейване на енергията.

Следователно „странните метали“ са разположени точно по средата между обичайните метали и изолатори.

Многобройни проучвания разкриват голям брой „подметали“, но без никакви свойства на свръхпроводимост. Това допълнително обърка ситуацията с купратите.

Свръхпроводимост на купратите и магнитното поле

Експеримент, проведен от международна научна група от САЩ, Германия и Колумбия, показа, че ефектът от силно магнитно поле от 60-70 Тесла (това е огромно стойност, при която свръхпроводниците губят своите проводими свойства) променя съпротивлението на купратите линейно, а не според квадратичния закон, както в случая на "нормално метали.

С други думи, купратите проявяват свойствата на металите, но с голямо нежелание.

Ново състояние на материята

С натрупването на експериментални данни за купрати, това показва, че това не е нищо друго, като абсолютно уникална форма на материята, определена от реалностите на квантовото заплитане в макроскопичното Светът.

А инженерна група от института Флатирон в Ню Йорк успя да създаде цифров модел на „странни метали“, който потвърди предположението, че това не е нищо друго, освен ново състояние на материята. Така наречената междинна форма между обикновени проводими метали и изолационни материали.

Затова остава да измислим име за новото състояние на материята и да продължим изследванията.

Хареса ли ви материалът? Харесваме, абонираме се и коментираме. Благодаря ви, че прочетохте до края.