金屬燈籠標元銅氧化物對我們大多數人可能沒有太多意義,但是對物理學家來說,這可能是開發以接近完美效率進行電力的電子產品的秘密。
當放置在強大的磁場內時,該物質不會像其他金屬那樣進行。
一旦我們了解了原因,我們可能最終了解一種稱為高溫超導體(HTS)的誘人類別的材料如何發揮其魔力。
與低溫表親不同,這些溫暖的材料是由佈置的元素組合製成的,即使粗魯地跳動顆粒的中斷,電荷可以自由地移動。
請注意,“溫暖”是相對的。他們仍然需要低於-135°C(-211°F)的溫度。這比低溫超導體的大約-240°C(-405°F)更好,但是它不會幫助您從筆記本電腦電池中擠出更多果汁。
在高溫超導體上推動邊界可能有一天能使我們到達那裡。唯一的問題是,我們對它們的運作方式不太了解。
由佛羅里達州立大學國家高磁場實驗室領導的一個研究團隊發現了一個有趣的巧合,這可能會指向這一現象背後的機制。
奇怪的功能
在大多數金屬中,電子與環境中的其他顆粒相互作用,形成所謂的準粒子。除了它們的零件之和之外,該對象具有正常電子的所有特徵,並進行了一些調整。
準顆粒還用於解釋電荷如何通過超導體平穩移動。與環境的特徵相結合,電子改變了其行為,以不同尋常的方式行事。
了解這些準顆粒狀態似乎是解決如何構建一個難題的關鍵超導體可以處理一些熱量。
銅氧化物材料 - 稱為銅酸鹽 - 形成一類HTS。它們是夾在其他材料之間的銅氧化銅,這些材料有助於“濃湯”導電層。
在適當的溫度下,這種組合成為科學家稱之為“奇怪金屬”的材料。
陌生感來自穩定溫度下降與其搖動原子提供的電阻量之間的奇數關係。
對於大多數金屬,隨著溫度的升高,每個添加的程度增加了相同的電阻。整個線性關係在較冷的溫度下瓦解。
丘比特並非如此。當它們仍處於寒冷的超導區域時,它們繼續在電阻和溫度之間表現出“奇怪”的線性關係。
新流
研究人員對電阻與周圍磁場強度之間的關係感到好奇。其他研究已經磁性地測試了銅酸鹽的各種特徵,但沒有一個研究其強度的變化。
因此,他們將一塊石化岩燈籠氧化銅氧化銅放入一個高達80 Teslas的磁場 - 比您在您的田地強50倍以上平均醫療掃描儀。
調整該領域還揭示了電阻的線性關係,就像它在溫度下降的“奇怪”狀態一樣。
相似之處不太可能是純粹的巧合。
“通常,當您看到這樣的東西時,這意味著這是一個非常簡單的原則,”物理學家Arkady Shekhter說。
發現與磁性增加的抗性相稱的增加也表明電子行為的相關性, 某物懷疑但是想要進一步的證據。
電子之間的相關性恰好排除了獨立準顆粒的任何角色。這意味著這必須與您的典型電導率完全不同。
“在這裡,我們有沒有現有語言可以提供幫助的情況,”謝克斯說。 “我們需要找到一種新語言來思考這些材料。”
有了新的語言,即使是具有超導性能的陌生材料,也有可能建立和調整陌生材料的新方法。
包括 - 也許 - 有些不需要液體氫以保持冷卻。
這項研究發表在科學。