บทนำ
หลังจากหนึ่งปีของการลองผิดลองถูก Liyang Chen ก็สามารถเหลาลวดโลหะให้เป็นเกลียวขนาดเล็กที่มีความกว้างเพียงครึ่งหนึ่งของความกว้าง E.coli แบคทีเรีย — บางพอที่จะให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ Chen หวังว่ากระแสน้ำที่หยดลงมาจะช่วยไขปริศนาที่ยังคงมีอยู่ว่าประจุเคลื่อนที่ผ่านวัสดุประเภทที่น่าสับสนที่เรียกว่าโลหะแปลก ๆ ได้อย่างไร
Chen ซึ่งขณะนั้นเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา และผู้ร่วมงานของเขาที่ Rice University ได้ตรวจวัดกระแสที่ไหลผ่านโลหะเส้นบางๆ ของอะตอม และพบว่ามันไหลลื่นและสม่ำเสมอ ที่จริงแล้ว มันท้าทายแนวคิดมาตรฐานของนักฟิสิกส์เรื่องไฟฟ้าในโลหะ
ตามหลักการแล้ว กระแสไฟฟ้าเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่รวมของอิเล็กตรอน โดยแต่ละอิเล็กตรอนจะมีประจุไฟฟ้าก้อนหนึ่งแบ่งแยกไม่ได้ แต่ความคงที่ตายตัวของกระแสของ Chen บอกเป็นนัยว่ามันไม่ได้ถูกสร้างขึ้นจากหน่วยเลย มันเหมือนกับการค้นหาของเหลวที่ขาดโมเลกุลที่สามารถจดจำได้เป็นรายบุคคล
แม้ว่าสิ่งนั้นอาจดูแปลกไป แต่ก็เป็นสิ่งที่นักฟิสิกส์บางคนคาดหวังจากโลหะที่กลุ่มทดสอบ ซึ่งเมื่อรวมกับญาติที่ไม่ธรรมดาของพวกมันได้ล่อลวงและสับสนให้กับนักฟิสิกส์มาตั้งแต่ปี 1980 “มันเป็นชิ้นงานที่สวยงามมาก” กล่าว ซูบีร์ ซัคเดฟเป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดที่เชี่ยวชาญเรื่องโลหะประหลาด
การสังเกต รายงานสัปดาห์ที่ผ่านมา ในวารสาร วิทยาศาสตร์เป็นหนึ่งในข้อบ่งชี้ที่ตรงไปตรงมาที่สุดแต่ว่าอะไรก็ตามที่ไหลผ่านโลหะที่ผิดปกติเหล่านี้จะดูไม่เหมือนอิเล็กตรอน การทดลองใหม่นี้ตอกย้ำความสงสัยว่าปรากฏการณ์ควอนตัมใหม่กำลังเกิดขึ้นภายในโลหะประหลาด นอกจากนี้ยังให้รายละเอียดใหม่สำหรับนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่พยายามทำความเข้าใจว่ามันคืออะไร
“โลหะประหลาด ไม่มีใครรู้ว่ามันมาจากไหน” กล่าว ปีเตอร์ อับบามอนเต, นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ เออร์บานา-แชมเปญจน์ “มันเคยถูกมองว่าเป็นความไม่สะดวก แต่ตอนนี้เรารู้แล้วว่ามันเป็นอีกช่วงหนึ่งของสสารที่อาศัยอยู่ในสิ่งเหล่านี้”
ประแจคัพเรต
ความท้าทายแรกในการทำความเข้าใจโลหะแบบดั้งเดิมเกิดขึ้นในปี 1986 เมื่อ Georg Bednorz และ Karl Alex Müller เขย่าโลกฟิสิกส์ด้วยการค้นพบตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง ซึ่งเป็นวัสดุที่นำกระแสไฟฟ้าได้อย่างสมบูรณ์แบบแม้ในอุณหภูมิที่ค่อนข้างอบอุ่น โลหะที่คุ้นเคย เช่น ดีบุกและปรอท จะกลายเป็นตัวนำยิ่งยวดก็ต่อเมื่อถูกแช่เย็นจนเหลือศูนย์สัมบูรณ์เพียงไม่กี่องศาเท่านั้น เบดนอร์ซและมุลเลอร์วัดความต้านทานไฟฟ้าในวัสดุที่มีทองแดง (“คัพเรต”) และพบว่าความต้านทานไฟฟ้าหายไปที่ 35 เคลวินที่ค่อนข้างเย็นสบาย (สำหรับการค้นพบที่ก้าวหน้าของพวกเขา เบดนอร์ซและมุลเลอร์ได้รับรางวัลโนเบลในอีกหนึ่งปีต่อมา)
ในไม่ช้านักฟิสิกส์ก็ตระหนักได้ว่าตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงเป็นเพียงจุดเริ่มต้นของพฤติกรรมลึกลับของถ้วยเรตเท่านั้น
คัพเรตนั้นแปลกมากเมื่อพวกเขาหยุดตัวนำยิ่งยวดและเริ่มต้านทาน เมื่อโลหะทุกชนิดอุ่นขึ้น ความต้านทานก็จะเพิ่มขึ้น อุณหภูมิที่อุ่นขึ้นหมายความว่าอะตอมและอิเล็กตรอนจะกระตุกมากขึ้น ทำให้เกิดการชนกันที่กระตุ้นให้เกิดความต้านทานมากขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนส่งกระแสผ่านวัสดุ ในโลหะปกติ เช่น นิกเกิล ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นเป็นกำลังสองที่อุณหภูมิต่ำ — อย่างช้าๆ ในตอนแรก จากนั้นเร็วขึ้นและเร็วขึ้น แต่ในถ้วยแก้วนั้น มันเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง แต่ละระดับของความร้อนทำให้ความต้านทานเพิ่มขึ้นเท่ากัน ซึ่งเป็นรูปแบบที่แปลกประหลาดที่ดำเนินต่อไปหลายร้อยองศา และในแง่ของความแปลกประหลาด บดบังความสามารถในการนำยิ่งยวดของวัสดุ คัพเรตเป็นโลหะที่แปลกประหลาดที่สุดเท่าที่นักวิจัยเคยเห็นมา
“ตัวนำยิ่งยวดก็คือเมาส์” กล่าว อันเดรย์ ชูบูคอฟเป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีแห่งมหาวิทยาลัยมินนิโซตา “ช้าง…นี่มันพฤติกรรมโลหะแปลกๆ”
ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นเชิงเส้นคุกคามคำอธิบายที่น่ายกย่องว่าประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านโลหะได้อย่างไร ทฤษฎี "ของเหลวเฟอร์มี" ของเลฟ ลันเดาเสนอในปี 1956 โดยวางอิเล็กตรอนไว้ที่ศูนย์กลางของทั้งหมด มันสร้างขึ้นจากทฤษฎีก่อนหน้านี้ที่ว่า เพื่อความง่าย สันนิษฐานว่าอิเล็กตรอนนำกระแสไฟฟ้า และอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านโลหะคล้ายแก๊ส พวกมันบินอย่างอิสระระหว่างอะตอมโดยไม่มีปฏิสัมพันธ์กัน
Landau ได้เพิ่มวิธีในการจัดการกับข้อเท็จจริงที่สำคัญแต่ซับซ้อนที่อิเล็กตรอนมีปฏิสัมพันธ์กัน พวกมันมีประจุลบ ซึ่งหมายความว่าพวกมันจะผลักกันอย่างต่อเนื่อง เมื่อพิจารณาปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคนี้เปลี่ยนก๊าซอิเล็กตรอนให้กลายเป็นอะไรบางอย่างในมหาสมุทร ในตอนนี้ เมื่ออิเล็กตรอนตัวหนึ่งเคลื่อนที่ผ่านของเหลวของอิเล็กตรอน มันก็รบกวนอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้เคียง ด้วยชุดปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการผลักกัน อิเล็กตรอนที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อนโยนเหล่านี้จึงจบลงด้วยการเดินทางไปในฝูงชน - เป็นกลุ่มก้อนที่เรียกว่าควอซิพาร์ติเคิล
ปาฏิหาริย์ของทฤษฎีของเหลวของแฟร์มีก็คือแต่ละควอซิพาร์ติเคิลมีพฤติกรรมเกือบจะเหมือนกับว่ามันเป็นอิเล็กตรอนพื้นฐานตัวเดียว ความแตกต่างที่สำคัญประการหนึ่งก็คือ หยดเหล่านี้เคลื่อนที่ช้ากว่าหรือว่องไวกว่า (ขึ้นอยู่กับวัสดุ) มากกว่าอิเล็กตรอนเปลือย ซึ่งทำหน้าที่หนักกว่าหรือเบากว่าได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตอนนี้ เพียงแค่ปรับเงื่อนไขมวลในสมการ นักฟิสิกส์ก็สามารถถือว่ากระแสเป็นการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนต่อไปได้ มีเพียงเครื่องหมายดอกจันที่ระบุว่าอิเล็กตรอนแต่ละตัวเป็นกลุ่มควอซิพาร์ติเคิลจริงๆ
ชัยชนะครั้งสำคัญของกรอบการทำงานของ Landau ก็คือในโลหะปกติ มันตอกย้ำวิธีที่ซับซ้อนซึ่งความต้านทานจะเพิ่มขึ้นเป็นกำลังสองตามอุณหภูมิ Quasiparticles ที่มีลักษณะคล้ายอิเล็กตรอนกลายเป็นวิธีมาตรฐานในการทำความเข้าใจโลหะ “มันอยู่ในหนังสือเรียนทุกเล่ม” ซัคเดฟกล่าว
แต่ในถ้วยแก้ว ทฤษฎีของรถม้าสี่ล้อล้มเหลวอย่างมาก แนวต้านเพิ่มขึ้นเป็นเส้นไม่มีที่ติแทนที่จะเป็นเส้นโค้งกำลังสองมาตรฐาน นักฟิสิกส์ตีความบรรทัดนี้มานานแล้วว่าเป็นสัญญาณว่าคัพเรตเป็นแหล่งกำเนิดของปรากฏการณ์ทางกายภาพใหม่
“คุณค่อนข้างจะต้องเชื่อว่าธรรมชาติกำลังให้เบาะแสแก่คุณ หรือไม่ก็ธรรมชาตินั้นโหดร้ายอย่างไม่น่าเชื่อ” กล่าว เกรกอรี โบบินเกอร์เป็นนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐฟลอริดาซึ่งใช้เวลาส่วนใหญ่ในการศึกษาการตอบสนองเชิงเส้นของคัพเรตส์ “การใส่ลายเซ็นที่เรียบง่ายและล่อลวงเช่นนี้ และการที่มันไม่มีความสำคัญทางร่างกายคงเป็นเรื่องที่เกินจะทนได้”
และคัพเรตเป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น นักวิจัยได้ค้นพบตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา แหล่งรวมวัสดุที่แตกต่างกัน ด้วยแรงต้านเชิงเส้นที่น่าดึงดูดเช่นเดียวกัน รวมถึง “เกลือ Bechgaard” อินทรีย์และแผ่นกราฟีนที่ไม่ตรงแนว ในขณะที่ "โลหะประหลาด" เหล่านี้แพร่ขยายออกไป นักวิทยาศาสตร์ก็สงสัยว่าเหตุใดทฤษฎีของเหลวแฟร์มีของ Landau จึงดูเหมือนจะพังทลายลงในวัสดุที่แตกต่างกันทั้งหมดเหล่านี้ บางคนสงสัยว่าเป็นเพราะไม่มีอนุภาคเลย อิเล็กตรอนกำลังจัดระเบียบตัวเองด้วยวิธีแปลกใหม่ที่บดบังความเป็นปัจเจกบุคคล มากพอๆ กับธรรมชาติขององุ่นที่แยกจากกันหายไปในขวดไวน์
“มันเป็นช่วงของสสารที่อิเล็กตรอนไม่มีตัวตนจริงๆ” อับบามอนเตกล่าว “อย่างไรก็ตาม [โลหะประหลาด] ก็คือโลหะ; มันมีกระแสอยู่”
แต่เราไม่ได้เพียงแต่ทำลายอิเล็กตรอนเท่านั้น สำหรับนักวิทยาศาสตร์บางคน กระแสไฟฟ้าที่อาจต่อเนื่องซึ่งไม่ถูกแบ่งออกเป็นอิเล็กตรอนนั้นมีความรุนแรงเกินไป และ การทดลองเกี่ยวกับโลหะแปลกๆ ยังคงสอดคล้องกับการทำนายบางอย่างของทฤษฎีของ Landau ข้อโต้แย้งที่ยังคงมีอยู่นี้กระตุ้นให้ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ของเฉิน ดักลาส นาเทลสัน ของมหาวิทยาลัยไรซ์ พร้อมด้วยเพื่อนร่วมงานของเขา ฉีเหมี่ยวสีเพื่อพิจารณาว่าพวกเขาจะพิจารณากายวิภาคของประจุที่เคลื่อนที่ผ่านโลหะแปลก ๆ ได้โดยตรงมากขึ้นได้อย่างไร
“ฉันสามารถวัดอะไรได้บ้างที่จะบอกฉันได้ว่าเกิดอะไรขึ้น” นาเทลสันสงสัย
กายวิภาคศาสตร์ของไฟฟ้า
เป้าหมายของทีมคือการผ่ากระแสในโลหะประหลาด มันมาในประจุขนาดอิเล็กตรอนหรือเปล่า? มันมาเป็นชิ้นๆเลยเหรอ? เพื่อหาคำตอบ พวกเขาใช้แรงบันดาลใจจากวิธีการคลาสสิกในการวัดความผันผวนของกระแสน้ำ ซึ่งเรียกว่า “เสียงช็อต” ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่สามารถเข้าใจได้หากเราคิดถึงวิธีที่ฝนอาจตกลงมาในช่วงที่เกิดพายุฝน
ลองนึกภาพคุณกำลังนั่งอยู่ในรถ และคุณรู้จากการพยากรณ์อากาศที่เชื่อถือได้ว่าฝนจะตกประมาณ 5 มิลลิเมตรในชั่วโมงถัดไป 5 มิลลิเมตรเหล่านั้นก็เหมือนกับกระแสไฟฟ้าทั้งหมด หากฝนนั้นแบ่งออกเป็นหยดขนาดยักษ์จำนวนหนึ่ง ความแปรผันของเวลาที่หยดเหล่านั้นกระทบหลังคาของคุณจะสูง บางครั้งหยดจะกระเซ็นกลับไปด้านหลัง และในบางครั้งก็จะเว้นระยะห่างกัน ในกรณีนี้ สัญญาณรบกวนการยิงจะดังสูง แต่หากปริมาณฝน 5 มิลลิเมตรเท่ากันกระจายไปสู่หมอกหยดเล็กๆ คงที่ ความแปรผันของเวลาที่มาถึงและเสียงรบกวนจากการยิงก็จะต่ำ หมอกจะส่งน้ำในปริมาณที่เกือบจะเท่ากันได้อย่างราบรื่นในแต่ละช่วงเวลา ด้วยวิธีนี้ เสียงช็อตจึงเผยให้เห็นขนาดของหยด
“แค่การวัดอัตราการแสดงของน้ำไม่ได้บอกภาพรวมทั้งหมดให้คุณทราบ” นาเทลสันกล่าว “การวัดความผันผวน [ในอัตรานั้น] จะบอกคุณได้มากกว่านี้มาก”
ในทำนองเดียวกัน การฟังเสียงแตกของกระแสไฟฟ้าสามารถบอกคุณเกี่ยวกับประจุที่ประกอบกันเป็นก้อนได้ ชิ้นส่วนเหล่านี้โดยปกติจะเป็นอนุภาคคล้ายอิเล็กตรอนของแลนเดา แท้จริงแล้ว การบันทึกเสียงช็อตในโลหะปกติเป็นวิธีทั่วไปในการวัดประจุพื้นฐานของอิเล็กตรอน — 1.6 × 10-19 คูลอมบ์
บทนำ
เพื่อเข้าถึงใจกลางกระแสของโลหะประหลาด ทีมงานต้องการวัดเสียงช็อต แต่สัญญาณรบกวนจากช็อตอิเล็กทรอนิกส์สามารถถูกบดบังได้หากอิเล็กตรอนถูกผลักไปรอบๆ ด้วยระลอกคลื่นในตาข่ายอะตอมของโลหะ เพื่อหลีกเลี่ยงความไม่ชัดเจนดังกล่าว นักวิจัยจึงส่งกระแสไฟฟ้าผ่านสายไฟที่สั้นมากจนระลอกคลื่นไม่มีเวลาที่จะมีอิทธิพลต่ออิเล็กตรอน สายไฟเหล่านี้จะต้องมีขนาดนาโนสโคป
กลุ่มนี้เลือกที่จะทำงานกับโลหะแปลกๆ ที่ทำจากอิตเทอร์เบียม โรเดียม และซิลิคอน เนื่องจากเป็นผู้ร่วมงานกันมานานของ Natelson และ Si ซิลค์ บูห์เลอร์-ปาเชิน ของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเวียนนา ได้คิดค้นวิธีการปลูกวัสดุในภาพยนตร์ที่มีความหนาเพียงไม่กี่สิบนาโนเมตร ที่ดูแลมิติเชิงพื้นที่หนึ่ง
จากนั้นจึงตกเป็นหน้าที่ของ Chen ที่จะหาวิธีนำฟิล์มเหล่านั้นมาและแกะสลักลวดที่มีความยาวและความกว้างเพียงนาโนเมตร
ตลอดระยะเวลาประมาณหนึ่งปี Chen ได้ทดสอบวิธีการต่างๆ ในการเหลาโลหะโดยการพ่นทรายด้วยอะตอมอย่างมีประสิทธิภาพ แต่ในการทดลองครั้งแล้วครั้งเล่า เขาพบว่าลวดนาโนที่ได้นั้นได้รับความเสียหายระดับอะตอม ซึ่งทำลายความต้านทานเชิงเส้นที่เป็นลักษณะเฉพาะของโลหะประหลาด หลังจากพยายามหลายสิบครั้ง เขาก็เข้าสู่กระบวนการที่ได้ผล: เขาชุบโลหะด้วยโครเมียม ใช้กระแสก๊าซอาร์กอนเพื่อระเบิดโลหะแปลก ๆ ที่ปกป้องด้วยโครเมียมออกไปทั้งหมด ยกเว้นเส้นบาง ๆ จากนั้นจึงถอดโครเมียมออกด้วยการอาบน้ำ ของกรดไฮโดรคลอริก
ในท้ายที่สุด Chen ซึ่งประสบความสำเร็จในการได้รับปริญญาเอกในช่วงฤดูใบไม้ผลิและได้ไปทำงานด้านการเงินตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ได้สร้างลวดนาโนที่แทบจะไร้ที่ติจำนวนหนึ่งขึ้นมา แต่ละอันมีความยาวประมาณ 600 นาโนเมตร กว้าง 200 นาโนเมตร ซึ่งแคบกว่าเซลล์เม็ดเลือดแดงประมาณ 50 เท่า
หลังจากที่ทำให้พวกมันเย็นลงจนถึงอุณหภูมิเคลวินหลักเดียวที่เยือกเย็นแล้ว นักวิจัยก็ปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านเส้นลวดนาโนโลหะประหลาด พวกมันยังไหลผ่านสายนาโนที่ทำจากทองคำธรรมดาอีกด้วย กระแสน้ำในเส้นลวดทองแตกในลักษณะที่คุ้นเคยเหมือนกับกระแสน้ำที่เกิดจากอนุภาคควาซิพติเคิลที่มีประจุ เหมือนกับเม็ดฝนที่กระเซ็นบนหลังคารถ แต่ในโลหะประหลาดนั้น กระแสน้ำไหลผ่านสายนาโนอย่างเงียบๆ ทำให้เกิดอาการคล้ายกับเสียงฟู่ของหมอกที่เกือบจะเงียบงัน การตีความการทดลองที่ตรงไปตรงมาที่สุดคือประจุในโลหะประหลาดนี้ไม่ไหลเป็นชิ้นขนาดอิเล็กตรอน
“ข้อมูลการทดลองเป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่าอนุภาคควอซิพพาเคิลสูญหายไปในโลหะประหลาด” ศรีกล่าว
อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่นักฟิสิกส์ทุกคนจะเชื่ออย่างเต็มที่ว่าการทดลองดังกล่าวสามารถฆ่าควาซิพพาร์ติเคิลของรถม้าสี่ล้อได้ “มันเป็นคำกล่าวอ้างที่กล้าหาญมาก” กล่าว แบรด แรมชอว์, นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยคอร์เนล “ดังนั้นคุณจำเป็นต้องมีข้อมูลที่เป็นตัวหนา”
ข้อจำกัดประการหนึ่งของการทดลองคือ กลุ่มทดสอบเพียงวัสดุเดียว เพียงเพราะว่าเสียงช็อตของ Chen มีอิตเทอร์เบียม โรเดียม และซิลิกอนผสมต่ำ จึงไม่รับประกันว่าจะมีโลหะประหลาดอื่นๆ ในปริมาณต่ำ และความผิดปกติที่เกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวสามารถกำหนดให้กับรายละเอียดบางอย่างที่เข้าใจได้ไม่ดีเกี่ยวกับเนื้อหานั้นได้เสมอ
Ramshaw ยังชี้ให้เห็นว่าแหวนโลหะมีลักษณะทั้งหมด การสั่นสะเทือนที่แปลกประหลาด ที่อาจบิดเบือนเสียงช็อตในปัจจุบัน เฉินและเพื่อนร่วมงานของเขาตัดการรบกวนจากการสั่นสะเทือนที่พบบ่อยกว่า แต่เป็นไปได้ที่ระลอกคลื่นแปลก ๆ บางส่วนจะหลบเลี่ยงการแจ้งเตือนของพวกเขา
อย่างไรก็ตาม Ramshaw พบว่าการทดลองนี้น่าสนใจ “มันเป็นแรงจูงใจอย่างยิ่งที่ผู้คนจะพยายามทำสิ่งอื่นๆ เพื่อดูว่าพวกมันมีความสอดคล้องกันโดยไม่มีอิเล็กตรอนหรือไม่” เขากล่าว
ถ้าไม่ใช่อิเล็กตรอนแล้วจะเป็นอย่างไร?
หากภาพกึ่งอนุภาคยังคงสลายไป อะไรจะมาแทนที่มันได้? กระแสจะเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ โลหะแปลก ๆ ได้อย่างไรหากไม่ได้อยู่ในประจุคล้ายอิเล็กตรอน? ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะอธิบาย ไม่ค่อยมีการใช้คำศัพท์ทางคณิตศาสตร์ที่แม่นยำมากนัก “คำศัพท์ที่ถูกต้องที่จะใช้คืออะไร” Natelson กล่าว “ถ้าคุณไม่จะพูดถึงควอซิพาร์ติคัล”
เมื่อกด นักฟิสิกส์จะตอบคำถามนี้ด้วยคำอุปมาอุปไมยที่สั่นคลอนสำหรับสิ่งที่ปรากฏขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนแต่ละตัวหายไป: พวกมันหลอมรวมกันเป็นซุปควอนตัมที่พันกัน พวกมันรวมตัวกันเป็นเยลลี่ พวกมันก่อให้เกิดฟองฟุ้งกระจายไปทั่ว ฟิลิป ฟิลลิปส์ ของ Urbana-Champaign เปรียบเสมือนอิเล็กตรอนของโลหะประหลาดกับยางในยาง เมื่อยางออกมาจากต้นไม้ โมเลกุลของยางจะเรียงกันเป็นเส้นเดี่ยวๆ แต่ในระหว่างกระบวนการวัลคาไนซ์ เชือกเหล่านี้จะเปลี่ยนเป็นตาข่ายที่ทนทาน สารใหม่เกิดขึ้นจากการรวบรวมบุคคล “คุณได้บางสิ่งที่ยิ่งใหญ่กว่าผลรวมของส่วนต่างๆ ของมัน” เขากล่าว “อิเล็กตรอนเองก็ไม่มีความสมบูรณ์”
บทนำ
เพื่อที่จะก้าวไปไกลกว่าคำอธิบายที่คลุมเครือเกี่ยวกับการเกิดขึ้น นักฟิสิกส์จำเป็นต้องมีคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ที่แม่นยำ ซึ่งเป็นทฤษฎีของไหลแฟร์มีสำหรับโลหะประหลาดที่ยังไม่ถูกค้นพบ Sachdev ช่วยพัฒนาผู้สมัครแบบง่ายหนึ่งราย นั่นคือโมเดล SYK ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 มันมีความต้านทานเชิงเส้นถูกต้อง แต่มันไม่เกี่ยวอะไรกับวัสดุจริงที่ทำจากตารางอะตอมจริงๆ เลย ประการหนึ่ง มันไม่มีที่ว่าง อิเล็กตรอนทั้งหมดนั่งอยู่ที่จุดเดียวซึ่งพวกมันสุ่มโต้ตอบและเข้าไปพัวพันกับอิเล็กตรอนอื่นๆ ทั้งหมด
ในช่วงสองสามปีที่ผ่านมา ซัคเดฟ อาวิชการ์ ปาเตล ของสถาบัน Flatiron Institute และผู้ร่วมงานของพวกเขากำลังทำงานอยู่ นำพื้นที่มาสู่โมเดล SYK. พวกมันแพร่กระจายปฏิสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนไปทั่วอวกาศโดยพิจารณาถึงผลกระทบของข้อบกพร่องในตาข่ายอะตอม - จุดที่อะตอมหายไปหรือมีอะตอมพิเศษปรากฏขึ้น การปัดฝุ่นของความไม่สมบูรณ์ของอะตอมทำให้เกิดการแปรผันแบบสุ่มว่าคู่อิเล็กตรอนมีปฏิกิริยาโต้ตอบและพันกันอย่างไร ผลที่ตามมาของผืนผ้าของอิเล็กตรอนที่พันกันนั้นมีความต้านทานเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง ซึ่งเป็นจุดเด่นของโลหะประหลาด พวกเขาเพิ่งใช้กรอบงานของพวกเขา เพื่อคำนวณเสียงช็อต เช่นกัน. ตัวเลขเหล่านี้ไม่ตรงกับข้อสังเกตของเฉินนัก แต่กลับมีรูปแบบเชิงคุณภาพที่เหมือนกัน “แนวโน้มทั้งหมดถูกต้อง” Sachdev กล่าว
นักวิจัยคนอื่นๆ เน้นย้ำว่าสถานการณ์ทางทฤษฎียังคงเป็นของเหลว ยังไม่ชัดเจนสำหรับบางคนว่าวัสดุที่แตกต่างจากกันอย่างแผ่นตัวนำยิ่งยวดแบบกราฟีนและถ้วยเรตอาจมีข้อบกพร่องที่คล้ายคลึงกันเพียงพอที่จะสร้างคุณสมบัติโลหะแปลก ๆ ร่วมกันใน ตามที่ทฤษฎีของซัคเดฟและพาเทลต้องการ และทฤษฎีทางเลือกก็มีมากมาย ตัวอย่างเช่น ฟิลลิปส์สงสัยว่ามีโลหะแปลกๆ เรียกหา รูปแบบของแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นใหม่ ที่ไม่อาศัยอิเล็กตรอนทั้งหมด ในขณะเดียวกัน Si และ Bühler-Paschen ก็ใช้เวลาเกือบ 20 ปีแล้ว การพัฒนาและการสำรวจ a ทฤษฎี สำหรับการละลายของควอซิไอพีเคิลเมื่อระบบตั้งอยู่ที่ “จุดวิกฤติควอนตัม” ซึ่งสถานะทางกลควอนตัมที่แตกต่างกันสองสถานะต่างต่อสู้ดิ้นรนเพื่อให้ได้เปรียบ ในการทดลองเรื่องเสียงช็อต พวกเขานำเส้นลวดนาโนของพวกเขาไปยังจุดวิกฤตเช่นนี้
แม้ว่านักฟิสิกส์จะยังไม่เห็นพ้องต้องกันว่าเหตุใดประจุไฟฟ้าจึงดูเหมือนจะละลายภายในโลหะแปลกๆ หรือแม้ว่าพวกมันจะละลายจริงๆ ก็ตาม พวกเขาก็มุ่งมั่นที่จะค้นหาให้ได้
“ถ้าเราคิดว่ามีโลหะอยู่หลายประเภทที่เราไม่เข้าใจ” Natelson กล่าว “สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจสิ่งเหล่านั้น”
หมายเหตุบรรณาธิการ: สถาบัน Flatiron ได้รับทุนจากมูลนิธิ Simons ซึ่งให้ทุนสนับสนุนนิตยสารอิสระด้านบรรณาธิการนี้ด้วย ทั้งสถาบัน Flatiron Institute และมูลนิธิ Simons ไม่มีอิทธิพลต่อการรายงานข่าวของเรา ข้อมูลเพิ่มเติมที่มีอยู่ โปรดคลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติม.
ควอนตั้ม กำลังดำเนินการสำรวจชุดต่างๆ เพื่อให้บริการผู้ชมของเราได้ดียิ่งขึ้น เอาของเรา แบบสำรวจผู้อ่านฟิสิกส์ และคุณจะถูกป้อนเพื่อรับรางวัลฟรี ควอนตั้ม สินค้า.
- เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
- ที่มา: https://www.quantamagazine.org/meet-strange-metals-where-electricity-may-flow-without-electrons-20231127/
- :มี
- :เป็น
- :ไม่
- :ที่ไหน
- ][หน้า
- $ ขึ้น
- 1
- 20
- 200
- 35%
- 50
- 91
- a
- ความสามารถ
- เกี่ยวกับเรา
- แน่นอน
- AC
- ข้าม
- การแสดง
- จริง
- ที่เพิ่ม
- ปรับ
- ที่ปรึกษา
- หลังจาก
- อเล็กซ์
- ทั้งหมด
- อนุญาต
- เกือบจะ
- ตาม
- ด้วย
- ทางเลือก
- เสมอ
- จำนวน
- an
- กายวิภาคศาสตร์
- และ
- อื่น
- ใด
- สิ่งใด
- ปรากฏ
- ปรากฏ
- ปรากฏ
- เป็น
- รอบ
- การมาถึง
- AS
- สันนิษฐาน
- At
- พยายาม
- ความพยายามในการ
- ผู้ฟัง
- ใช้ได้
- หลีกเลี่ยง
- ไป
- กลับ
- BE
- หมี
- สวยงาม
- กลายเป็น
- เพราะ
- กลายเป็น
- รับ
- การเริ่มต้น
- พฤติกรรม
- เชื่อ
- ดีกว่า
- ระหว่าง
- เกิน
- ที่ใหญ่กว่า
- การผสมผสาน
- เลือด
- กล้า
- ทำลาย
- ความก้าวหน้า
- นำ
- สร้าง
- แต่
- by
- คำนวณ
- โทรศัพท์
- มา
- CAN
- ผู้สมัคร
- รถ
- ซึ่ง
- ความก้าวหน้า
- พกพา
- การปฏิบัติ
- กรณี
- หมวดหมู่
- สาเหตุที่
- โด่งดัง
- เซลล์
- ศูนย์
- บาง
- ท้าทาย
- ลักษณะเฉพาะ
- รับผิดชอบ
- การเรียกเก็บเงิน
- โหลด
- เฉิน
- เลือก
- โครเมียม
- ข้อเรียกร้อง
- ชั้น
- คลาสสิก
- ชัดเจน
- ทำงานร่วมกัน
- เพื่อนร่วมงาน
- เพื่อนร่วมงาน
- ชุด
- โดยรวม
- อย่างไร
- มา
- มา
- ร่วมกัน
- จับใจ
- ซับซ้อน
- ความคิด
- การดำเนิน
- พิจารณา
- ถือว่า
- พิจารณา
- คงเส้นคงวา
- คงที่
- ไม่หยุดหย่อน
- ต่อ
- อย่างต่อเนื่อง
- อย่างต่อเนื่อง
- ต่อเนื่องกัน
- การทะเลาะวิวาท
- ตามธรรมเนียม
- ความเชื่อมั่น
- คอร์เนลล์
- ได้
- คู่
- หลักสูตร
- ความคุ้มครอง
- ที่สร้างขึ้น
- การสร้าง
- วิกฤติ
- ฝูงชน
- สำคัญมาก
- ปัจจุบัน
- เส้นโค้ง
- ความเสียหาย
- ข้อมูล
- ตาย
- Defied
- องศา
- ส่งมอบ
- ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ
- บรรยาย
- ลักษณะ
- ทำลาย
- รายละเอียด
- แน่นอน
- พัฒนา
- DID
- ความแตกต่าง
- ต่าง
- Dimension
- โดยตรง
- หายไป
- ค้นพบ
- การค้นพบ
- ต่างกัน
- แตกต่าง
- do
- ทำ
- ไม่
- Dont
- ลง
- หลายสิบ
- เป็นคุ้งเป็นแคว
- หยด
- ในระหว่าง
- แต่ละ
- ก่อน
- ก่อน
- ที่ได้รับ
- ง่าย
- ผล
- มีประสิทธิภาพ
- ผลกระทบ
- ทั้ง
- ติดตั้งระบบไฟฟ้า
- กระแสไฟฟ้า
- อิเล็กทรอนิกส์
- อิเล็กตรอน
- ช้าง
- ภาวะฉุกเฉิน
- โผล่ออกมา
- เน้น
- ปลาย
- สิ้นสุดวันที่
- พอ
- เข้า
- สมการ
- ความผิดพลาด
- แม้
- อย่างเท่าเทียมกัน
- เคย
- ทุกๆ
- หลักฐาน
- เผง
- ตัวอย่าง
- แปลกใหม่
- ที่คาดหวัง
- การทดลอง
- การทดลอง
- คำอธิบาย
- พิเศษ
- ความจริง
- ล้มเหลว
- ตก
- คุ้นเคย
- เร็วขึ้น
- ไขมัน
- สองสาม
- ภาพยนตร์
- เงินทุน
- หา
- หา
- พบ
- ชื่อจริง
- ข้อบกพร่อง
- ฟลอริด้า
- ไหล
- ที่ไหล
- ความผันผวน
- ของเหลว
- สำหรับ
- พยากรณ์
- ฟอร์ม
- พบ
- รากฐาน
- กรอบ
- อิสระ
- ราคาเริ่มต้นที่
- อย่างเต็มที่
- พื้นฐาน
- ได้รับทุนสนับสนุน
- เงิน
- GAS
- ได้รับ
- ได้รับ
- ยักษ์
- ให้
- Go
- เป้าหมาย
- ไป
- ทองคำ
- ไป
- ได้
- สำเร็จการศึกษา
- แกรฟีน
- ตะแกรง
- บัญชีกลุ่ม
- ขึ้น
- รับประกัน
- มี
- ครึ่ง
- มือ
- กำมือ
- การจัดการ
- ฮาร์วาร์
- มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด
- มี
- he
- หัวใจสำคัญ
- ช่วย
- ช่วย
- จุดสูง
- ของเขา
- ตี
- หน้าแรก
- ชั่วโมง
- สรุป ความน่าเชื่อถือของ Olymp Trade?
- ทำอย่างไร
- อย่างไรก็ตาม
- ที่ http
- HTTPS
- ร้อย
- i
- ความคิด
- เอกลักษณ์
- if
- อิลลินอยส์
- โดยนัย
- สำคัญ
- in
- ในอื่น ๆ
- รวมทั้ง
- เพิ่ม
- เพิ่มขึ้น
- เหลือเชื่อ
- อิสระ
- ตัวชี้วัด
- เป็นรายบุคคล
- ความแตกต่างกัน
- เป็นรายบุคคล
- บุคคล
- แบ่งแยกไม่ได้
- มีอิทธิพล
- ข้อมูล
- ภายใน
- แรงบันดาลใจ
- สถาบัน
- ความสมบูรณ์
- โต้ตอบ
- การมีปฏิสัมพันธ์
- ปฏิสัมพันธ์
- ปฏิสัมพันธ์
- การรบกวน
- การตีความ
- เข้าไป
- ที่เกี่ยวข้องกับ
- IT
- ITS
- กระตุก
- วารสาร
- เพียงแค่
- คาร์ล
- เคลวิน
- ฆ่า
- ญาติ
- ทราบ
- ที่รู้จักกัน
- ชื่อสกุล
- ต่อมา
- ความยาว
- น้อยลง
- น้ำหนักเบา
- กดไลก์
- การ จำกัด
- Line
- ของเหลว
- การฟัง
- ที่อาศัยอยู่
- นาน
- ดู
- สูญหาย
- Lot
- ต่ำ
- ทำ
- นิตยสาร
- สำคัญ
- ทำ
- การจัดการ
- ลักษณะ
- มวล
- การจับคู่
- วัสดุ
- วัสดุ
- คณิตศาสตร์
- เรื่อง
- อาจ..
- me
- หมายความ
- วิธี
- ในขณะเดียวกัน
- วัด
- วัด
- การวัด
- เชิงกล
- พบ
- สินค้า
- ดาวพุธ
- Mers
- โลหะ
- โลหะมีค่า
- อาจ
- มินนิโซตา
- ปาฏิหาริย์
- หายไป
- แบบ
- ขณะ
- ข้อมูลเพิ่มเติม
- มากที่สุด
- เม้าส์
- ย้าย
- ย้าย
- การเคลื่อนไหว
- ย้าย
- การย้าย
- มาก
- ซึ่งกันและกัน
- ลึกลับ
- ความลึกลับ
- ธรรมชาติ
- เกือบทั้งหมด
- จำเป็นต้อง
- ในเชิงลบ
- ค่า
- สุทธิ
- ใหม่
- ถัดไป
- นิกเกิล
- ไม่
- รางวัลโนเบล
- สัญญาณรบกวน
- ไม่
- ปกติ
- ปกติ
- หมายเหตุ
- ไม่มีอะไร
- สังเกต..
- ตอนนี้
- ตัวเลข
- กร่ำกรุ่น
- การสังเกต
- ข้อสังเกต
- มหาสมุทร
- of
- ปิด
- on
- ONE
- เพียง
- or
- อินทรีย์
- การจัดระเบียบ
- อื่นๆ
- ของเรา
- ออก
- เกิน
- คู่
- ในสิ่งที่สนใจ
- ส่วน
- ส่ง
- แบบแผน
- คน
- อย่างสมบูรณ์
- ระยะ
- ปรากฏการณ์
- กายภาพ
- ทางร่างกาย
- ฟิสิกส์
- โลกฟิสิกส์
- ภาพ
- ชิ้น
- วางไว้
- เพลโต
- เพลโตดาต้าอินเทลลิเจนซ์
- เพลโตดาต้า
- จุด
- เป็นไปได้
- ที่อาจเกิดขึ้น
- จำเป็นต้อง
- การคาดการณ์
- สวย
- รางวัล
- กระบวนการ
- ก่อ
- คุณสมบัติ
- เสนอ
- ให้
- ให้
- ผลักดัน
- ใส่
- กำลังสอง
- เชิงคุณภาพ
- ควอนทามากาซีน
- ควอนตัม
- คำถาม
- เงียบ ๆ
- ทีเดียว
- หัวรุนแรง
- RAIN
- สุ่ม
- คะแนน
- ค่อนข้าง
- ผู้อ่าน
- จริง
- ตระหนักถึง
- ตระหนัก
- จริงๆ
- เมื่อเร็ว ๆ นี้
- การบันทึก
- สีแดง
- สัมพัทธ์
- วางใจ
- ซากศพ
- แทนที่
- จำเป็นต้องใช้
- นักวิจัย
- ความต้านทาน
- ตอบสนอง
- คำตอบ
- ส่งผลให้
- ผลสอบ
- เผย
- โรเดียม
- ข้าว
- ขวา
- แหวน
- Ripple
- ระลอก
- ขึ้น
- เพิ่มขึ้น
- ที่เพิ่มขึ้น
- โยก
- หลังคา
- ROSE
- ลวก
- ครอง
- กล่าวว่า
- เดียวกัน
- เห็น
- ขนาด
- วิทยาศาสตร์
- นักวิทยาศาสตร์
- เห็น
- ดูเหมือน
- เห็น
- ส่ง
- ชุด
- ให้บริการ
- ชำระ
- Share
- ที่ใช้ร่วมกัน
- สั้น
- การถ่ายภาพ
- แสดงให้เห็นว่า
- ลงชื่อ
- ลายเซ็น
- ซิลิคอน
- คล้ายคลึงกัน
- ง่าย
- ความง่าย
- simplistic
- ง่ายดาย
- ตั้งแต่
- เดียว
- นั่ง
- นั่งอยู่
- นั่ง
- สถานการณ์
- ขนาด
- กระดานชนวน
- ช้า
- อย่างราบรื่น
- So
- บาง
- อย่างใด
- บางสิ่งบางอย่าง
- บางครั้ง
- ในไม่ช้า
- เสียง
- ช่องว่าง
- เกี่ยวกับอวกาศ
- ความเชี่ยวชาญ
- การใช้จ่าย
- จุด
- กระจาย
- ฤดูใบไม้ผลิ
- มาตรฐาน
- ข้อความที่เริ่ม
- สถานะ
- สหรัฐอเมริกา
- หยุด
- ซื่อตรง
- แปลก
- กระแส
- แข็งแรง
- แข็งแรง
- เสถียร
- การต่อสู้
- นักเรียน
- การศึกษา
- สาร
- ประสบความสำเร็จ
- อย่างเช่น
- รวม
- ตัวนำยิ่งยวด
- ระบบ
- เอา
- คุย
- พรม
- ทีม
- เทคโนโลยี
- บอก
- บอก
- เงื่อนไขการใช้บริการ
- การทดสอบ
- ตำราเรียน
- กว่า
- ที่
- พื้นที่
- ของพวกเขา
- พวกเขา
- ตัวเอง
- แล้วก็
- ตามทฤษฎี
- ทฤษฎี
- ที่นั่น
- ดังนั้น
- ล้อยางขัดเหล่านี้ติดตั้งบนแกน XNUMX (มม.) ผลิตภัณฑ์นี้ถูกผลิตในหลายรูปทรง และหลากหลายเบอร์ความแน่นหนาของปริมาณอนุภาคขัดของมัน จะทำให้ท่านได้รับประสิทธิภาพสูงในการขัดและการใช้งานที่ยาวนาน
- วิทยานิพนธ์
- พวกเขา
- สิ่ง
- สิ่ง
- คิด
- นี้
- เหล่านั้น
- แต่?
- ตลอด
- เวลา
- ครั้ง
- ยาง
- ไปยัง
- เกินไป
- เอา
- รวม
- แปลง
- เปลี่ยน
- การเดินทาง
- รักษา
- ต้นไม้
- แนวโน้ม
- การทดลอง
- ลองผิดลองถูก
- ชัย
- อย่างแท้จริง
- เชื่อถือได้
- ลอง
- สอง
- แบบฟอร์ม
- เข้าใจ
- ความเข้าใจ
- เข้าใจ
- หน่วย
- มหาวิทยาลัย
- มหาวิทยาลัยมินนิโซตา
- ผิดปกติ
- เมื่อ
- ใช้
- มือสอง
- รูปแบบ
- มาก
- อยาก
- ผู้สมัครที่รู้จักเรา
- อุ่น
- คือ
- น้ำดื่ม
- ทาง..
- วิธี
- we
- สภาพอากาศ
- webp
- ดี
- คือ
- อะไร
- อะไรก็ตาม
- เมื่อ
- ว่า
- ที่
- WHO
- ทั้งหมด
- ทำไม
- กว้าง
- จะ
- ชนะ
- ไวน์
- ลวด
- กับ
- ภายใน
- ไม่มี
- งาน
- ออกไปทำงาน
- ทำงาน
- การทำงาน
- โลก
- จะ
- ปี
- ปี
- ยัง
- เธอ
- ของคุณ
- ลมทะเล
- เป็นศูนย์