Загадка странных металлов решена: открытие физиков может изменить использование энергии

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications, пишет Interesting Engineering.

Металлы обычно позволяют электронам свободно перемещаться, следуя хорошо изученным принципам физики. Но странные металлы демонстрируют необычное электрическое сопротивление, что делает их загадкой для физиков.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Понимание странных металлов может открыть новые возможности для разработки новых сверхпроводников, которые могут передавать электричество без сопротивления и без потери энергии. Физики исследовали загадку странных металлов с помощью математического инструмента из квантовой метрологии, известного как квантовая информация Фишера. Этот инструмент измеряет, как изменяются взаимодействия между электронами в экстремальных условиях.

Исследование показало, что странные металлы имеют уникальный шаблон квантовой запутанности, то есть электроны в этих материалах становятся сильно взаимосвязанными в критической точке перехода между разными состояниями материи.

Чтобы изучить странные металлы, физики также использовали теоретическую модель, известную как эффект Кондо, которая описывает, как магнитные моменты взаимодействуют с электронами. Эти взаимодействия становятся настолько сильными в критической точке перехода между разными состояниями материи, что квазичастицы, то есть фундаментальные строительные блоки электрического поведения, исчезают.

Ученые обнаружили, что это исчезновение связано с пиком квантовой запутанности, явлением, при котором электроны становятся очень сильно связанными между собой. Это открытие дает новое представление о природе странных металлов и о том, как они переходят между различными состояниями материи.

Физики нашли новый способ изучения этих материалов, интегрируя квантовую информатику с физикой конденсированного состояния. Таким образом были обнаружены квантовые связи, которые ранее были неизвестны. Исследование подтверждает идею о том, что квантовая запутанность является фундаментальным фактором поведения странных металлов. Понимание этих материалов имеет и практические последствия.

Странные металлы тесно связаны с высокотемпературными сверхпроводниками, которые потенциально могут сделать передачу электроэнергии намного более эффективной. Если физики смогут использовать силу странных металлов, то можно будет разработать технологии, которые значительно сократят потери энергии в электросетях. Благодаря новому открытию ученые стали на шаг ближе к будущему, в котором электроэнергия будет перемещаться эффективно без потери мощности.

Как уже писал Фокус, компания из США объявила о том, что намерена создать сверхзвуковой самолет, который сможет долететь из Америки в Европу всего за 27 минут, а в Австралию – за полтора часа. Самолет под названием HYPERLiner Cargo сможет превысить скорость звука в 10 раз.

Также Фокус писал о том, заденет ли грядущий взрыв звезды нашу планету. Звездная система WR 104, звезды в которой относятся к классу Вольфа-Райе, заставила многих астрономов серьезно попотеть. Предполагалось, что мощный взрыв главной звезды системы отправит в сторону Земли смертоносный гамма-всплеск.