Vid temperaturer inom några få grader av absoluta nollpunkten bör förhållandet mellan ett materials värmeledningsförmåga och dess elektriska ledningsförmåga vara proportionellt mot dess temperatur. Denna princip, känd som Wiedemann-Franz-lagen, formulerades första gången 1853, men i takt med att vår förståelse av kondenserad materiens fysik växte, ändrades dess omfattning så att den bara gäller om samma kvasipartiklar är ansvariga för att bära både värme och laddning. I kvantmaterial där elektroner interagerar mycket starkt bör det inte hålla.
Eller så trodde man. Teoretiker under ledning av Wen Wang av US Department of Energy's SLAC National Accelerator Laboratory och Stanford University har nu funnit att lagen bör fortsätta att följas inom en typ av kvantmaterial: kopparoxid (kuprat) supraledare. Dessa material är kända som okonventionella supraledare, och de leder elektricitet utan motstånd vid relativt höga temperaturer jämfört med sina konventionella motsvarigheter. Fyndet innebär att fysiker inte behöver ta till alltför förenklade och begreppsmässigt problematiska antaganden som involverar kvasipartiklar eller Boltzmann-ekvationer när de förutsäger hur elektroner i dessa så kallade starkt korrelerade material ska bete sig.
Modellera fermioner som elektroner som hoppar mellan fasta platser
I sin studie kombinerade Wang och kollegor en determinant quantum Monte Carlo (DQMC) algoritm med en teknik som kallas maximal entropi analytisk fortsättning och tillämpade den på en Hubbard-modell av ett kupratmaterial. Denna modell representerar elektroner som fermioner som hoppar mellan fasta platser på ett gitter och interagerar med varandra när de upptar samma gitterplats. Det används i stor utsträckning för att simulera och beskriva system där elektroner interagerar med varandra snarare än att bete sig som oberoende enheter, och det står i kontrast till det alternativa Boltzmann-ramverket som definierar elektroner som distinkta kvasipartiklar.
Okonventionella supraledare är ännu udda än väntat
Fysikerna fann att om man tar hänsyn till enbart elektrontransport, närmar sig kupraternas Lorenz-tal – deras förhållande mellan värmeledningsförmåga och elektrisk ledningsförmåga dividerat med temperatur – det värde som förutspåtts av Wiedemann-Franz lag. Teamet föreslår att andra faktorer, såsom gittervibrationer (eller fononer), som inte ingår i Hubbard-modellen, kan vara ansvariga för avvikelser som observerats i experiment på starkt korrelerade material som får det att se ut som om lagen inte gäller. Deras resultat kan hjälpa fysiker att tolka dessa experimentella observationer och kan i slutändan leda till en bättre förståelse av hur starkt korrelerade system kan användas i applikationer som databehandling och kvantberäkning.
Teamet planerar nu att bygga vidare på resultatet genom att utforska andra transportkanaler såsom termiska Hall-effekter. "Detta kommer att fördjupa vår förståelse av transportteorier i starkt korrelerade material," berättar Wang Fysikvärlden.
Den aktuella studien är publicerad i Vetenskap.
- SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
- Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
- PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
- Källa: https://physicsworld.com/a/170-year-old-physical-law-unexpectedly-holds-true-in-high-temperature-superconductors/
- :är
- :inte
- :var
- 120
- 254
- 90
- a
- Absolut
- accelerator
- Konto
- algoritm
- ensam
- alternativ
- Analytisk
- och
- visas
- tillämpningar
- tillämpas
- applicerar
- Ansök
- tillvägagångssätt
- ÄR
- AS
- antaganden
- At
- BE
- Bättre
- mellan
- Blå
- båda
- SLUTRESULTAT
- men
- by
- kallas
- bär
- kanaler
- laddning
- kollegor
- kombinerad
- jämfört
- databehandling
- konceptuellt
- Genomför
- konduktivitet
- fortsättning
- fortsätta
- kontraster
- konventionell
- Koppar
- korrelerade
- kunde
- motsvarigheter
- artighet
- datum
- databehandling
- Fördjupa
- definierar
- Avdelning
- beskriver
- distinkt
- dividerat
- gör
- varje
- effekter
- el
- elektroner
- anställd
- energi
- enheter
- ekvationer
- Även
- experimentell
- experiment
- Utforska
- faktorer
- få
- finna
- Förnamn
- fixerad
- För
- hittade
- Ramverk
- från
- växte
- Hall
- Har
- hjälpa
- Hög
- hålla
- innehar
- Hur ser din drömresa ut
- http
- HTTPS
- if
- in
- ingår
- oberoende
- informationen
- interagera
- interagera
- in
- involverar
- fråga
- IT
- DESS
- jpg
- känd
- laboratorium
- Lag
- leda
- Led
- vänster
- göra
- Materialet
- material
- max-bredd
- maximal
- betyder
- kanske
- modell
- nationell
- nu
- antal
- observationer
- observerad
- of
- on
- ONE
- endast
- or
- Övriga
- vår
- fysisk
- Fysik
- Fysikvärlden
- planer
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatonData
- förutsagda
- förutsäga
- presentera
- Principen
- bearbetning
- publicerade
- Quantum
- kvantkalkylering
- kvantmaterial
- snarare
- ratio
- Red
- regioner
- relativt
- representerade
- representerar
- Resistens
- Resort
- ansvarig
- resultera
- Resultat
- höger
- Samma
- omfattning
- skall
- visar
- sida
- webbplats
- Områden
- So
- stanford
- starkt
- Läsa på
- sådana
- föreslå
- supra~~POS=TRUNC
- System
- tagen
- grupp
- Tekniken
- berättar
- än
- den där
- Smakämnen
- lagen
- deras
- termisk
- Dessa
- de
- detta
- trodde
- miniatyr
- till
- transport
- sann
- Typ
- Ytterst
- okonventionell
- förståelse
- värde
- mycket
- Wang
- varmare
- var
- när
- som
- brett
- kommer
- med
- inom
- utan
- världen
- zephyrnet
- noll-