절대 영도 몇도 이내의 온도에서 재료의 열전도도와 전기 전도도의 비율은 온도에 비례해야 합니다. 비데만-프란츠 법칙으로 알려진 이 원리는 1853년에 처음 공식화되었지만 응집 물질 물리학에 대한 이해가 높아짐에 따라 그 범위가 수정되어 동일한 준입자가 열과 전하를 모두 운반하는 경우에만 적용됩니다. 전자가 매우 강하게 상호작용하는 양자 물질에서는 유지되어서는 안 됩니다.
아니면 그렇게 생각되었습니다. 이론가들이 이끄는 웬 왕 의 미국 에너지부 SLAC National Accelerator Laboratory 및 Stanford University 이제 이 법칙은 한 가지 유형의 양자 물질인 산화구리(구리산염) 초전도체 내에서 계속 준수되어야 한다는 사실을 발견했습니다. 이러한 물질은 비전통 초전도체로 알려져 있으며, 기존 초전도체에 비해 상대적으로 높은 온도에서 저항 없이 전기를 전도합니다. 이번 발견은 물리학자들이 소위 강한 상관 물질에서 전자가 어떻게 행동해야 하는지 예측할 때 준입자 또는 볼츠만 방정식과 관련된 지나치게 단순화되고 개념적으로 문제가 있는 가정에 의존할 필요가 없음을 의미합니다.
고정된 위치 사이를 이동하는 전자로 페르미온 모델링
그들의 연구에서 Wang과 동료들은 결정적 양자 몬테카를로(DQMC) 알고리즘을 최대 엔트로피 분석 연속법이라는 기술과 결합하여 이를 큐레이트 물질의 허바드 모델에 적용했습니다. 이 모델은 전자를 격자의 고정 위치 사이를 이동하고 동일한 격자 위치를 차지할 때 서로 상호 작용하는 페르미온으로 나타냅니다. 이는 전자가 독립적인 개체로 동작하지 않고 서로 상호 작용하는 시스템을 시뮬레이션하고 설명하는 데 널리 사용되며, 전자를 별개의 준입자로 정의하는 대체 볼츠만 프레임워크와 대조됩니다.
비전통적인 초전도체는 예상보다 훨씬 더 이상합니다.
물리학자들은 전자 수송만 고려하면 큐프레이트의 로렌츠 수(열전도도와 전기 전도도의 비율을 온도로 나눈 값)가 비데만-프란츠 법칙에 의해 예측된 값에 근접한다는 사실을 발견했습니다. 연구팀은 허바드 모델에 포함되지 않은 격자 진동(또는 포논)과 같은 다른 요인이 강력하게 상관된 물질에 대한 실험에서 관찰되어 마치 법칙이 적용되지 않는 것처럼 보이게 하는 불일치의 원인이 될 수 있다고 제안합니다. 그들의 결과는 물리학자들이 이러한 실험적 관찰을 해석하는 데 도움이 될 수 있으며 궁극적으로 데이터 처리 및 양자 컴퓨팅과 같은 응용 분야에서 강력한 상관 시스템이 얼마나 사용될 수 있는지 더 잘 이해할 수 있게 될 것입니다.
이제 팀은 열 홀 효과와 같은 다른 전송 채널을 탐색하여 결과를 구축할 계획입니다. "이것은 강하게 상관된 물질의 수송 이론에 대한 우리의 이해를 심화시킬 것입니다"라고 Wang은 말했습니다. 물리 세계.
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