অদ্ভুত ধাতুর সাথে দেখা করুন: যেখানে ইলেকট্রন ছাড়াই বিদ্যুৎ প্রবাহিত হতে পারে | কোয়ান্টা ম্যাগাজিন

এক বছরের ট্রায়াল এবং ত্রুটির পর, লিয়াং চেন একটি ধাতব তারকে একটি মাইক্রোস্কোপিক স্ট্র্যান্ডের অর্ধেক প্রস্থে পরিণত করতে সক্ষম হন। ই কোলাই ব্যাকটেরিয়া - বৈদ্যুতিক প্রবাহের একটি ট্রিকল পার হওয়ার জন্য যথেষ্ট পাতলা। সেই বর্তমান শক্তির ফোঁটা, চেন আশা করেছিলেন, কীভাবে চার্জ অদ্ভুত ধাতু নামে পরিচিত একটি বিভ্রান্তিকর শ্রেণির পদার্থের মধ্য দিয়ে চলে যায় সে সম্পর্কে একটি স্থায়ী রহস্যের সমাধান করতে সহায়তা করে।

চেন, তখন একজন স্নাতক ছাত্র, এবং রাইস ইউনিভার্সিটির তার সহযোগীরা তাদের পরমাণু-পাতলা ধাতুর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট পরিমাপ করেছিলেন। এবং তারা দেখতে পেল যে এটি মসৃণ এবং সমানভাবে প্রবাহিত হচ্ছে। এত সমানভাবে, বাস্তবে, এটি পদার্থবিদদের ধাতুতে বিদ্যুতের মানক ধারণাকে অস্বীকার করেছে।

আদর্শগতভাবে, বৈদ্যুতিক প্রবাহ ইলেকট্রনের সম্মিলিত গতিবিধির ফলাফল, প্রতিটি বৈদ্যুতিক চার্জের একটি অবিভাজ্য অংশ বহন করে। কিন্তু চেনের বর্তমানের মৃত স্থিরতা বোঝায় যে এটি মোটেই একক দিয়ে তৈরি হয়নি। এটি এমন একটি তরল খুঁজে পাওয়ার মতো ছিল যা একরকম স্বতন্ত্রভাবে স্বীকৃত অণুর অভাব ছিল।

যদিও এটি আশ্চর্যজনক শোনাতে পারে, কিছু পদার্থবিজ্ঞানী গ্রুপটি পরীক্ষা করা ধাতু থেকে ঠিক তাই আশা করেছিলেন, যা তার অস্বাভাবিক আত্মীয়ের সাথে 1980 এর দশক থেকে পদার্থবিদদের বিভ্রান্ত এবং বিভ্রান্ত করেছে। "এটি একটি খুব সুন্দর কাজ," বলেছেন সুবীর সচদেব, হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন তাত্ত্বিক পদার্থবিদ যিনি অদ্ভুত ধাতুতে বিশেষজ্ঞ।

পর্যবেক্ষণ, গত সপ্তাহে রিপোর্ট জার্নালে বিজ্ঞান, এই অস্বাভাবিক ধাতুগুলির মধ্য দিয়ে যা কিছু কারেন্ট বহন করে তা ইলেকট্রনের মতো কিছু দেখায় না তা এখনও সবচেয়ে সহজবোধ্য ইঙ্গিতগুলির মধ্যে একটি। নতুন পরীক্ষাটি সন্দেহকে শক্তিশালী করে যে অদ্ভুত ধাতুগুলির মধ্যে একটি নতুন কোয়ান্টাম ঘটনা উদ্ভূত হচ্ছে। এটি কী হতে পারে তা বোঝার চেষ্টা করার জন্য তাত্ত্বিক পদার্থবিদদের জন্য নতুন গ্রিস্টও সরবরাহ করে। 

"অদ্ভুত ধাতু, তারা কোথা থেকে আসছে সে সম্পর্কে কারোরই কোনো পার্থিব ধারণা নেই," বলেছেন পিটার অ্যাবামন্টে, ইউনিভার্সিটি অফ ইলিনয়, আরবানা-চ্যাম্পেইনের একজন পদার্থবিদ। "এটি একটি অসুবিধা হিসাবে বিবেচিত হত, কিন্তু এখন আমরা বুঝতে পারি যে এই জিনিসগুলিতে বসবাস করা বস্তুর একটি ভিন্ন পর্যায়।"

একটি কাপরেট রেঞ্চ

ধাতুগুলির প্রচলিত বোঝার প্রথম চ্যালেঞ্জটি 1986 সালে এসেছিল, যখন জর্জ বেডনর্জ এবং কার্ল অ্যালেক্স মুলার উচ্চ-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টরগুলির আবিষ্কারের মাধ্যমে পদার্থবিজ্ঞানের বিশ্বকে দোলা দিয়েছিলেন - এমন পদার্থ যা তুলনামূলকভাবে উষ্ণ তাপমাত্রায়ও পুরোপুরি বৈদ্যুতিক প্রবাহ বহন করে। টিন এবং পারদের মতো পরিচিত ধাতুগুলি শুধুমাত্র পরম শূন্যের কয়েক ডিগ্রির মধ্যে ঠান্ডা হলেই সুপারকন্ডাক্টর হয়ে ওঠে। বেডনর্জ এবং মুলার একটি তামা-ভিত্তিক ("কুপ্রেট") উপাদানে বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের পরিমাপ করেন এবং দেখেন যে এটি তুলনামূলকভাবে 35 কেলভিনে অদৃশ্য হয়ে গেছে। (তাদের যুগান্তকারী আবিষ্কারের জন্য, বেডনর্জ এবং মুলার ঠিক এক বছর পরে নোবেল পুরস্কার পান।)

পদার্থবিদরা শীঘ্রই বুঝতে পেরেছিলেন যে উচ্চ-তাপমাত্রার অতিপরিবাহীতা ছিল কাপরেটের রহস্যময় আচরণের সূচনা মাত্র।

কাপরেটগুলি সত্যিই অদ্ভুত হয়ে ওঠে যখন তারা সুপারকন্ডাক্টিং বন্ধ করে এবং প্রতিরোধ শুরু করে। সমস্ত ধাতু উষ্ণ হওয়ার সাথে সাথে প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়। উষ্ণ তাপমাত্রা মানে পরমাণু এবং ইলেকট্রনগুলি আরও ঝাঁকুনি দেয়, একটি উপাদানের মধ্য দিয়ে ইলেকট্রন কারেন্ট চলাচলের ফলে আরও প্রতিরোধ-প্ররোচিত সংঘর্ষ তৈরি করে। স্বাভাবিক ধাতুতে, যেমন নিকেল, কম তাপমাত্রায় প্রতিরোধ ক্ষমতা চতুর্মুখীভাবে বৃদ্ধি পায় — প্রথমে ধীরে ধীরে এবং তারপর দ্রুত এবং দ্রুত। কিন্তু কাপরেটে, এটি রৈখিকভাবে বেড়েছে: প্রতিটি ডিগ্রী উষ্ণায়ন প্রতিরোধের একই বৃদ্ধি এনেছে - একটি উদ্ভট প্যাটার্ন যা শত শত ডিগ্রী ধরে চলতে থাকে এবং অদ্ভুততার পরিপ্রেক্ষিতে, উপাদানটির অতিপরিবাহী ক্ষমতাকে ছাপিয়ে দেয়। কাপরেট ছিল অদ্ভুত ধাতু গবেষকরা দেখেছেন।

"সুপারকন্ডাক্টিভিটি একটি মাউস," বলেন আন্দ্রে চুবুকভ, মিনেসোটা বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন তাত্ত্বিক পদার্থবিদ। "হাতি... এই অদ্ভুত ধাতব আচরণ।"

প্রতিরোধের রৈখিক বৃদ্ধি ধাতুগুলির মধ্য দিয়ে কীভাবে বৈদ্যুতিক চার্জ চলে তার একটি উদযাপিত ব্যাখ্যাকে হুমকি দেয়। 1956 সালে প্রস্তাবিত, লেভ ল্যান্ডউ-এর "ফার্মি তরল" তত্ত্বটি ইলেকট্রনগুলিকে কেন্দ্রে রাখে। এটি পূর্ববর্তী তত্ত্বগুলির উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছিল যে, সরলতার জন্য, ধরে নেওয়া হয়েছিল যে ইলেকট্রনগুলি বৈদ্যুতিক প্রবাহ বহন করে এবং ইলেকট্রনগুলি একটি গ্যাসের মতো একটি ধাতুর মধ্য দিয়ে চলাচল করে; তারা একে অপরের সাথে মিথস্ক্রিয়া ছাড়াই পরমাণুর মধ্যে অবাধে উড়ে যায়।

Landau গুরুত্বপূর্ণ কিন্তু জটিল সত্য যে ইলেকট্রন মিথস্ক্রিয়া পরিচালনার একটি উপায় যোগ করেছেন। তারা নেতিবাচকভাবে চার্জ করা হয়, যার মানে তারা ক্রমাগত একে অপরকে বিকর্ষণ করে। কণার মধ্যে এই মিথস্ক্রিয়া বিবেচনা করে ইলেক্ট্রন গ্যাসকে একটি মহাসাগরের কিছুতে রূপান্তরিত করেছে — এখন, একটি ইলেকট্রন ইলেকট্রনের তরলের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময়, এটি নিকটবর্তী ইলেকট্রনগুলিকে বিরক্ত করে। পারস্পরিক বিকর্ষণ জড়িত মিথস্ক্রিয়াগুলির একটি জটিল সিরিজের মাধ্যমে, এই এখন আলতোভাবে মিথস্ক্রিয়াকারী ইলেক্ট্রনগুলি ভিড়ের মধ্যে ভ্রমণ করে - কোয়াসিপার্টিকল নামে পরিচিত দলে।

ফার্মি তরল তত্ত্বের অলৌকিক ঘটনাটি ছিল যে প্রতিটি কোয়াসিপার্টিকেল প্রায় ঠিক এমনভাবে আচরণ করে যেন এটি একটি একক, মৌলিক ইলেকট্রন। একটি প্রধান পার্থক্য, যদিও, এই ব্লবগুলি একটি খালি ইলেক্ট্রনের চেয়ে বেশি ধীরগতিতে বা আরও বেশি চটকদার (উপাদানের উপর নির্ভর করে) সরানো হয়েছিল, কার্যকরভাবে ভারী বা হালকা কাজ করে। এখন, কেবলমাত্র তাদের সমীকরণে ভরের পদগুলিকে সামঞ্জস্য করার মাধ্যমে, পদার্থবিদরা কারেন্টকে ইলেকট্রনের গতিবিধি হিসাবে বিবেচনা করতে পারে, শুধুমাত্র একটি তারকাচিহ্নের সাহায্যে যে প্রতিটি ইলেক্ট্রন সত্যিই একটি কোয়াসিপার্টিকেল ক্লাম্প ছিল।

Landau-এর কাঠামোর একটি বড় জয় হল যে স্বাভাবিক ধাতুগুলিতে, এটি এমন জটিল উপায়ে পেরেক দিয়েছিল যেখানে তাপমাত্রার সাথে চতুর্মুখীভাবে প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়। ইলেকট্রন-সদৃশ quasiparticles ধাতু বোঝার আদর্শ উপায় হয়ে ওঠে. "এটি প্রতিটি পাঠ্যপুস্তকে রয়েছে," সচদেব বলেছিলেন।

কিন্তু কাপরেটে, ল্যান্ডউ-এর তত্ত্ব নাটকীয়ভাবে ব্যর্থ হয়। রেজিস্ট্যান্স স্ট্যান্ডার্ড চতুর্মুখী বক্ররেখার পরিবর্তে একটি নির্ভেজাল রেখায় বেড়েছে। পদার্থবিদরা দীর্ঘকাল ধরে এই লাইনটিকে একটি চিহ্ন হিসাবে ব্যাখ্যা করেছেন যে কাপরেটগুলি একটি নতুন শারীরিক ঘটনার আবাসস্থল।

"আপনাকে বিশ্বাস করতে হবে যে প্রকৃতি হয় আপনাকে একটি সূত্র দিচ্ছে বা প্রকৃতি অবিশ্বাস্যভাবে নিষ্ঠুর," বলেছেন গ্রেগরি বোবিঙ্গার, ফ্লোরিডা স্টেট ইউনিভার্সিটির একজন পদার্থবিদ যিনি তার ক্যারিয়ারের বেশিরভাগ সময় কাপরেটের রৈখিক প্রতিক্রিয়া অধ্যয়নের জন্য ব্যয় করেছেন। "এমন একটি ভয়ঙ্কর সহজ এবং বিভ্রান্তিকর স্বাক্ষর করা এবং এটি শারীরিকভাবে গুরুত্বপূর্ণ না হওয়া সহ্য করা খুব বেশি হবে।"

আর কাপরেট ছিল মাত্র শুরু। গবেষকরা তখন থেকে একটি আবিষ্কার করেছেন বিচ্ছিন্ন উপকরণের হোস্ট একই লোভনীয় রৈখিক প্রতিরোধের সাথে, জৈব "বেচগার্ড সল্ট" এবং গ্রাফিনের মিসলাইনড শীট সহ। এই "অদ্ভুত ধাতু" ছড়িয়ে পড়ার সাথে সাথে বিজ্ঞানীরা অবাক হয়েছিলেন যে কেন ল্যান্ডউয়ের ফার্মি ফ্লুইড তত্ত্বটি এই সমস্ত বিভিন্ন উপকরণে ভেঙে পড়েছে বলে মনে হচ্ছে। কেউ কেউ সন্দেহ করতে এসেছিল যে এটি এমন হয়েছে কারণ সেখানে কোন অর্ধকণা ছিল না; ইলেক্ট্রনগুলি একরকম এক অদ্ভুত নতুন উপায়ে নিজেদেরকে সংগঠিত করছিল যা কোনও ব্যক্তিত্বকে অস্পষ্ট করে, যেমন আঙ্গুরের বিচ্ছিন্ন প্রকৃতি ওয়াইনের বোতলে হারিয়ে যায়।

"এটি বিষয়ের একটি পর্যায় যেখানে একটি ইলেক্ট্রনের আসলেই কোন পরিচয় নেই," আব্বামন্টে বলেছেন। “তবুও, [একটি অদ্ভুত ধাতু] একটি ধাতু; এটি কোনোভাবে কারেন্ট বহন করে।"

কিন্তু কেউ কেবল ইলেকট্রনকে বিলুপ্ত করে না। কিছু বিজ্ঞানীদের কাছে, একটি সম্ভাব্য অবিচ্ছিন্ন বৈদ্যুতিক প্রবাহ - যেটি ইলেকট্রনে বিভক্ত নয় - এটি খুব র্যাডিকাল। এবং কিছু অদ্ভুত ধাতু পরীক্ষা Landau এর তত্ত্বের নির্দিষ্ট ভবিষ্যদ্বাণীগুলির সাথে মিলিত হওয়া চালিয়ে যান। অব্যাহত বিতর্ক চেনের থিসিস উপদেষ্টাকে প্ররোচিত করেছিল, ডগলাস নাটেলসন রাইস ইউনিভার্সিটির, তার সহকর্মী সহ কিমিয়াও সি, কীভাবে তারা একটি অদ্ভুত ধাতুর মধ্য দিয়ে চলমান চার্জের শারীরস্থানকে আরও সরাসরি যাচাই করতে পারে তা বিবেচনা করার জন্য।

"আমি কি পরিমাপ করতে পারি যা আসলে আমাকে বলবে কি হচ্ছে?" ন্যাটেলসন বিস্মিত।

বিদ্যুতের শারীরস্থান

দলের লক্ষ্য ছিল একটি অদ্ভুত ধাতুতে কারেন্ট ব্যবচ্ছেদ করা। এটা কি চার্জের ইলেক্ট্রন-আকারের অংশে এসেছে? এটা কি সব খণ্ডে আসে? খুঁজে বের করার জন্য, তারা একটি প্রবাহের ওঠানামা পরিমাপের একটি ক্লাসিক উপায় থেকে অনুপ্রেরণা নিয়েছিল - "শট নয়েজ" - একটি ঘটনা যা বোঝা যাবে যদি আমরা বৃষ্টির ঝড়ের সময় বৃষ্টিপাতের উপায়গুলি নিয়ে চিন্তা করি।

কল্পনা করুন আপনি আপনার গাড়িতে বসে আছেন, এবং আপনি একটি বিশ্বস্ত আবহাওয়ার পূর্বাভাস থেকে জানেন যে পরের ঘন্টায় 5 মিলিমিটার বৃষ্টিপাত হবে। সেই 5 মিলিমিটার মোট তড়িৎ প্রবাহের মতো। সেই বৃষ্টি যদি মুষ্টিমেয় দৈত্যাকার ফোঁটাতে ভাগ করা হয়, সেই ফোঁটাগুলি যখন আপনার ছাদে আঘাত করে তখন তার পার্থক্য বেশি হবে; কখনও কখনও ফোঁটা পিছন পিছন ছিটকে যায়, এবং অন্য সময়ে সেগুলি ফাঁকা হয়ে যায়। এই ক্ষেত্রে, শট শব্দ উচ্চ হয়। কিন্তু একই 5 মিলিমিটার বৃষ্টি যদি ছোট ছোট ফোঁটার ধ্রুবক কুয়াশায় ছড়িয়ে পড়ে, তবে আগমনের সময়ের তারতম্য — এবং সেইজন্য শটের শব্দ — কম হবে। কুয়াশা মুহূর্ত থেকে মুহুর্তে প্রায় একই পরিমাণ জল সরবরাহ করবে। এইভাবে, শট আওয়াজ ফোঁটার আকার প্রকাশ করে।

"শুধুমাত্র যে হারে জল দেখা যাচ্ছে তা পরিমাপ করা আপনাকে পুরো চিত্রটি বলে না," নাটেলসন বলেছিলেন। "[সেই হারে] ওঠানামা পরিমাপ করা আপনাকে আরও অনেক কিছু বলে।"

একইভাবে, বৈদ্যুতিক প্রবাহে ক্র্যাকলে শোনার ফলে এটি তৈরি হওয়া চার্জের অংশগুলি সম্পর্কে আপনি বলতে পারেন। এই খণ্ডগুলি সাধারণত ল্যান্ডউয়ের ইলেক্ট্রন-সদৃশ কোয়াসিকণা। প্রকৃতপক্ষে, একটি সাধারণ ধাতুতে শট শব্দ রেকর্ড করা ইলেকট্রনের মৌলিক চার্জ পরিমাপের একটি সাধারণ উপায় - 1.6 × 10^-19 কুলম্ব

একটি অদ্ভুত ধাতুর স্রোতের হৃদয়ে পৌঁছানোর জন্য, দলটি শটের শব্দ পরিমাপ করতে চেয়েছিল। কিন্তু ইলেকট্রনিক শট আওয়াজ অস্পষ্ট হতে পারে যদি ইলেকট্রনগুলিকে ধাতুর পারমাণবিক জালিতে লহর দ্বারা চারপাশে ধাক্কা দেওয়া হয়। এই অস্পষ্টতা এড়াতে, গবেষকরা তারের মাধ্যমে কারেন্ট পাঠান এত ছোট যে তরঙ্গগুলির ইলেক্ট্রনগুলিকে প্রভাবিত করার সময় নেই। এই তারগুলি স্কেলে ন্যানোস্কোপিক হতে হবে।

দলটি ইটারবিয়াম, রোডিয়াম এবং সিলিকন দিয়ে তৈরি একটি বিশেষ অদ্ভুত ধাতুর সাথে কাজ করতে বেছে নিয়েছে কারণ নাটেলসন এবং সি-এর দীর্ঘদিনের সহযোগী, সিল্কে বুহলার-পাশেন ভিয়েনা ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজির, মাত্র কয়েক ডজন ন্যানোমিটার পুরু ফিল্মে উপাদান কীভাবে বাড়ানো যায় তা নিয়ে কাজ করেছিল। এটি একটি স্থানিক মাত্রার যত্ন নিয়েছে।

তারপরে সেই ফিল্মগুলি কীভাবে নেওয়া যায় এবং দৈর্ঘ্য এবং প্রস্থে নিছক ন্যানোমিটার পরিমাপের একটি তার তৈরি করা যায় তা নির্ধারণ করার জন্য এটি চেনের কাছে পড়েছিল।

প্রায় এক বছর ধরে, চেন ধাতুকে পরমাণু দিয়ে কার্যকরভাবে স্যান্ডব্লাস্টিং করে ধাতুকে ঝেড়ে ফেলার বিভিন্ন উপায় পরীক্ষা করেছিলেন। কিন্তু ট্রায়ালের পর ট্রায়ালে, তিনি দেখতে পান যে ফলস্বরূপ ন্যানোয়ারগুলি পারমাণবিক-স্কেল ক্ষতির সম্মুখীন হয়েছে যা অদ্ভুত ধাতুর বৈশিষ্ট্যযুক্ত রৈখিক প্রতিরোধকে ধ্বংস করেছে। কয়েক ডজন প্রচেষ্টার পরে, তিনি একটি প্রক্রিয়ায় অবতরণ করেছিলেন যা কাজ করেছিল: তিনি ক্রোমিয়ামের সাথে ধাতুটিকে প্রলেপ দিয়েছিলেন, ক্রোমিয়াম-সুরক্ষিত অদ্ভুত ধাতুর একটি পাতলা রেখা ছাড়া সমস্ত কিছুকে বিস্ফোরিত করতে আর্গন গ্যাসের একটি স্রোত ব্যবহার করেছিলেন, তারপর স্নানের মাধ্যমে ক্রোমিয়ামটি খুলে ফেলেন। হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের।

শেষ পর্যন্ত, চেন, যিনি সফলভাবে বসন্তে তার ডক্টরেট অর্জন করেছিলেন এবং তারপর থেকে অর্থায়নে কাজ করতে গিয়েছিলেন, মুষ্টিমেয় প্রায় ত্রুটিহীন ন্যানোয়ার তৈরি করেছিলেন। প্রতিটি মোটামুটি 600 ন্যানোমিটার দীর্ঘ এবং 200 ন্যানোমিটার চওড়া - একটি লাল রক্ত ​​​​কোষের চেয়ে প্রায় 50 গুণ সরু।

তাদের হিমশীতল, একক-সংখ্যার কেলভিন তাপমাত্রায় ঠান্ডা করার পরে, গবেষকরা অদ্ভুত ধাতব ন্যানোয়ারের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক প্রবাহ চালান। তারা স্বাভাবিক সোনার তৈরি ন্যানোয়ারের মাধ্যমেও কারেন্ট চালায়। সোনার তারের কারেন্ট চেনা উপায়ে ফাটল যা চার্জ করা কোয়াসিপার্টিকেল দিয়ে তৈরি স্রোতগুলি করে — যেমন চর্বিযুক্ত বৃষ্টির ফোঁটা গাড়ির ছাদে ছড়িয়ে পড়ছে। কিন্তু অদ্ভুত ধাতুতে, ন্যানোয়ারের মধ্য দিয়ে কারেন্ট নিঃশব্দে স্খলিত হয়, কুয়াশার প্রায় নীরব হিসের মতো একটি প্রভাব। পরীক্ষার সবচেয়ে সহজবোধ্য ব্যাখ্যা হল এই অদ্ভুত ধাতুতে চার্জ ইলেক্ট্রন-আকারের খণ্ডে প্রবাহিত হয় না।

"পরীক্ষামূলক তথ্য জোরালো প্রমাণ দেয় যে অদ্ভুত ধাতুতে কোয়াসিপার্টিকলস হারিয়ে গেছে," সি বলেছেন।

তবে, সমস্ত পদার্থবিজ্ঞানী সম্পূর্ণরূপে নিশ্চিত নন যে পরীক্ষাটি ল্যান্ডউ এর কোয়াসিকণাকে হত্যা করে। "এটি একটি খুব সাহসী দাবি," বলেন ব্র্যাড রামশ, কর্নেল বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন পদার্থবিদ। "সুতরাং আপনার সাহসী ডেটা দরকার।"

পরীক্ষার একটি সীমাবদ্ধতা হল যে গ্রুপটি শুধুমাত্র একটি উপাদান পরীক্ষা করেছে। চেনের ইটারবিয়াম, রোডিয়াম এবং সিলিকন মিশ্রণে শট শব্দ কম হওয়ার কারণে, এটি অন্যান্য অদ্ভুত ধাতুতে এটির কম হওয়ার নিশ্চয়তা দেয় না। এবং একটি এক-অফ অসঙ্গতি সর্বদা সেই উপাদান সম্পর্কে কিছু খারাপভাবে বোঝার বিবরণের জন্য দায়ী করা যেতে পারে।

Ramshaw আরো নির্দেশ করে যে ধাতু সব পদ্ধতির সঙ্গে রিং অদ্ভুত কম্পন যে কারেন্টে শট শব্দ বিকৃত করতে পারে। চেন এবং তার সহকর্মীরা আরও সাধারণ কম্পন থেকে হস্তক্ষেপ অস্বীকার করেছেন, তবে এটি সম্ভব যে কিছু বহিরাগত লহর তাদের বিজ্ঞপ্তি এড়িয়ে গেছে।

তবুও, রামশ পরীক্ষাটিকে বাধ্যতামূলক বলে মনে করেন। "এটি দৃঢ়ভাবে অনুপ্রাণিত করে যে তারা কোন ইলেকট্রনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ কিনা তা দেখার জন্য অন্যান্য জিনিস করার চেষ্টা করার জন্য," তিনি বলেছিলেন।

যদি ইলেকট্রন না হয়, তাহলে কি?

যদি কোয়াসিপার্টিকেল ছবি ক্রমাগত চূর্ণবিচূর্ণ হতে থাকে, তাহলে কি এটি প্রতিস্থাপন করতে পারে? ইলেক্ট্রন-সদৃশ চার্জের পার্সেলে না থাকলে কীভাবে কারেন্ট অদ্ভুত ধাতুর চারপাশে ঘুরছে? এটি বর্ণনা করা একটি সহজ পরিস্থিতি নয়, সুনির্দিষ্ট গাণিতিক পদে অনেক কম রাখা। "ব্যবহার করার জন্য সঠিক শব্দভাণ্ডার কী," নাটেলসন বলেছিলেন, "আপনি যদি কোয়াসিপার্টিকলস সম্পর্কে কথা বলতে না চান?"

যখন চাপ দেওয়া হয়, পদার্থবিদরা এই প্রশ্নের উত্তর দেন রূপকের একটি কাঁপুনি দিয়ে যা প্রদর্শিত হয় যখন পৃথক ইলেকট্রনগুলি অদৃশ্য হয়ে যায়: তারা একটি জমে থাকা কোয়ান্টাম স্যুপে মিশে যায়; তারা একটি জেলি মধ্যে জমা; তারা চারপাশে sloshing চার্জ একটি ফেনা জগাখিচুড়ি গঠন. ফিলিপ ফিলিপস আরবানা-চ্যাম্পেইন একটি টায়ারের রাবারের সাথে একটি অদ্ভুত ধাতুর ইলেকট্রনকে তুলনা করে। যখন একটি গাছ থেকে রাবার বের হয়, তখন এর অণুগুলি পৃথক স্ট্রিংগুলিতে সারিবদ্ধ হয়। কিন্তু ভালকানাইজেশন প্রক্রিয়া চলাকালীন, এই স্ট্রিংগুলি একটি শ্রমসাধ্য জালে রূপান্তরিত হয়। ব্যক্তি সংগ্রহ থেকে একটি নতুন পদার্থের উদ্ভব হয়। "আপনি এমন কিছু পাচ্ছেন যা এর অংশগুলির যোগফলের চেয়ে বড়," তিনি বলেছিলেন। "ইলেক্ট্রনগুলির নিজের কোন অখণ্ডতা নেই।"

উদ্ভবের অস্পষ্ট বর্ণনার বাইরে যেতে, পদার্থবিদদের একটি সুনির্দিষ্ট গাণিতিক বিবরণ প্রয়োজন - অদ্ভুত ধাতুগুলির জন্য একটি এখনও-অবিষ্কৃত ফার্মি তরল তত্ত্ব। সচদেব 1990 এর দশকের গোড়ার দিকে একটি সরল প্রার্থী, SYK মডেল তৈরি করতে সাহায্য করেছিলেন। এটি রৈখিক প্রতিরোধের অধিকার পেয়েছে, কিন্তু পরমাণুর একটি বাস্তব গ্রিড দিয়ে তৈরি বাস্তব পদার্থের সাথে এটির কিছুই করার ছিল না। একটা কথা, এর কোনো জায়গা ছিল না; সমস্ত ইলেক্ট্রন একটি একক বিন্দুতে বসে যেখানে তারা এলোমেলোভাবে মিথস্ক্রিয়া করে এবং অন্যান্য সমস্ত ইলেকট্রনের সাথে জড়িয়ে পড়ে।

গত কয়েক বছর ধরে সচদেব, আবিষ্কর প্যাটেল Flatiron ইনস্টিটিউট, এবং তাদের সহযোগীরা কাজ করছে SYK মডেলে স্থান আনা হচ্ছে. তারা পারমাণবিক জালিতে ত্রুটির প্রভাব বিবেচনা করে মহাকাশে ইলেক্ট্রন মিথস্ক্রিয়া ছড়িয়ে দেয় — যেখানে পরমাণু হারিয়ে গেছে বা অতিরিক্ত পরমাণু দেখা দিয়েছে। পারমাণবিক অসম্পূর্ণতার এই ধূলিকণার ফলে ইলেকট্রন জোড়া কীভাবে ইন্টারঅ্যাক্ট করে এবং জড়িয়ে পড়ে তার মধ্যে এলোমেলো তারতম্য ঘটায়। আটকানো ইলেক্ট্রনগুলির ফলস্বরূপ টেপেস্ট্রির একটি রৈখিকভাবে ক্রমবর্ধমান প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে - একটি অদ্ভুত ধাতুর বৈশিষ্ট্য। তারা সম্প্রতি তাদের কাঠামো ব্যবহার করেছে শটের শব্দ গণনা করতে যেমন. সংখ্যাগুলি চেনের পর্যবেক্ষণের সাথে পুরোপুরি মেলে না, তবে তারা একই গুণগত প্যাটার্ন তৈরি করে। "সমস্ত প্রবণতা সঠিক," সচদেব বলেছেন।

অন্যান্য গবেষকরা জোর দেন যে তাত্ত্বিক পরিস্থিতি তরল থেকে যায় - এটি কিছুর কাছে স্পষ্ট নয় যে গ্রাফিন এবং কাপরেট সুপারকন্ডাক্টরগুলির শীটগুলির মতো উপাদানগুলি একে অপরের থেকে আলাদা কিনা তা সকলের মধ্যে ভাগ করা অদ্ভুত-ধাতু বৈশিষ্ট্যগুলি তৈরি করার জন্য একই রকম যথেষ্ট ত্রুটিগুলি ভাগ করতে পারে। সচদেব এবং প্যাটেলের তত্ত্ব দ্বারা প্রয়োজনীয় উপায়। এবং বিকল্প তত্ত্ব প্রচুর। ফিলিপস, উদাহরণস্বরূপ, সন্দেহ করেন যে অদ্ভুত ধাতুগুলির জন্য ডাক ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজমের একটি উদ্ভূত রূপ যা সম্পূর্ণ ইলেকট্রনের উপর নির্ভর করে না। এদিকে, সি এবং বুহলার-পাশেন প্রায় 20 বছর অতিবাহিত করেছেন উন্নয়ন এবং অন্বেষণ a তত্ত্ব একটি সিস্টেম যখন একটি "এ বসে তখন কোয়াসিকণাগুলি কীভাবে দ্রবীভূত হয় তার জন্যকোয়ান্টাম সমালোচনামূলক বিন্দু,” যেখানে দুটি ভিন্ন কোয়ান্টাম যান্ত্রিক অবস্থা উপরের হাতের জন্য লড়াই করে। শট-আওয়াজ পরীক্ষায়, তারা তাদের ন্যানোওয়্যারগুলিকে এমন একটি গুরুত্বপূর্ণ পয়েন্টে নিয়ে এসেছিল।

যদিও পদার্থবিদরা এখনও একমত নন কেন বৈদ্যুতিক চার্জগুলি অদ্ভুত ধাতুগুলির ভিতরে দ্রবীভূত হয়, বা এমনকি যদি তারা সত্যই দ্রবীভূত হয় তবে তারা এটি খুঁজে বের করতে বদ্ধপরিকর।

"যদি আমরা সত্যিই মনে করি যে সেখানে ধাতুগুলির একটি সম্পূর্ণ বিভাগ রয়েছে যা আমরা বুঝতে পারি না," নাটেলসন বলেছিলেন, "এগুলি বোঝা গুরুত্বপূর্ণ।"

সম্পাদকের দ্রষ্টব্য: ফ্ল্যাটিরন ইনস্টিটিউট সিমন্স ফাউন্ডেশন দ্বারা অর্থায়ন করা হয়, যা এই সম্পাদকীয়ভাবে স্বাধীন পত্রিকাটিকেও অর্থায়ন করে। আমাদের কভারেজের উপর ফ্ল্যাটিরন ইনস্টিটিউট বা সিমন্স ফাউন্ডেশনের কোনো প্রভাব নেই। আরো তথ্য উপলব্ধ এখানে.

কোয়ান্টা আমাদের শ্রোতাদের আরও ভালভাবে পরিবেশন করার জন্য সমীক্ষার একটি সিরিজ পরিচালনা করছে। আমাদের নিন পদার্থবিজ্ঞান পাঠক জরিপ এবং আপনি বিনামূল্যে জিততে প্রবেশ করা হবে কোয়ান্টা পণ্যদ্রব্য.