Keadaan materi baru ditemukan atau apa misteri logam aneh

Para ilmuwan telah menemukan untuk waktu yang relatif lama bahwa kombinasi tembaga-cuprates yang agak rumit, menunjukkan perilaku yang berbeda dari logam klasik. Dan menurut hasil studi terbaru, para ilmuwan telah menemukan keadaan materi yang sama sekali baru di dalamnya.

Penggunaan bahan-bahan ini menunjukkan prospek luas dalam pembentukan superkonduktor suhu tinggi, yang sangat dibutuhkan oleh rekayasa tenaga modern dan seluruh industri secara keseluruhan. Mari kita lihat apa kekhasan "bahan aneh" ini.

Penemuan pertama konduktor suhu tinggi

Sudah kembali pada tahun 1911 penemuan superkonduktivitas dibuat di Belanda. Ditemukan bahwa pada suhu hanya tiga Kelvin, resistansi merkuri turun menjadi nol (listrik disalurkan tanpa kehilangan apapun).

Selanjutnya, efek ini diamati pada bahan lain, tetapi selalu suhu superkonduktivitas yang diamati tetap sangat rendah.

Perubahan baru terjadi pada 1986. Saat itulah para insinyur IBM menciptakan superkonduktor suhu tinggi pertama - cupratlanthane dan barium. Untuk K. ini. Müller dan G. Bednorts menerima Hadiah Nobel.

Superkonduktor dengan suhu minimum 77 Kelvin (tetapi tidak lebih rendah) disebut suhu tinggi. Ini adalah suhu saat nitrogen cair mendidih.

Saat ini superkonduktor suhu tinggi yang paling terkenal adalah BSCCO (sandwich bisco), terdiri dari lapisan bismuth oksida, strontium, tembaga dan kalsium murni.

Berkat bahan-bahan ini, perangkat dan produk khusus diciptakan dalam bidang teknik kelistrikan, transportasi, dan energi.

Apa misteri logam aneh

Terlepas dari kenyataan bahwa cuprates sudah digunakan sepenuhnya, ratusan meter kabel dibuat dari mereka di Large Hadron Collider. Ilmuwan sampai hari ini tidak sepenuhnya memahami fisika konduktivitas suhu tinggi.

Teori BCS (dinamai menurut penciptanya D. Bardin, L. Cooper dan
D. Schrieffer) dengan sempurna menggambarkan superkonduktivitas di atas 30 Kelvin. Tetapi hanya dengan peningkatan suhu, ketika efek superkonduktivitas menghilang, maka cuprates mulai berperilaku tidak seperti bahan biasa.

Hambatan listrik cuprates menurun secara linier dan tidak sebanding dengan kuadrat perbedaan suhu. Hal ini bertentangan dengan teori cairan Fermi yang dirumuskan oleh Lev Landau pada tahun 1956.

Pada suhu yang sangat rendah, elektron menunjukkan perilaku gas elektron, dan interaksi yang ditemui dijelaskan oleh persamaan mekanika kuantum.

Dalam hal ini, teori cairan Fermi berlaku untuk sebagian besar logam, kecuali cuprates yang terkenal jahat. Itulah mengapa fisikawan menempatkannya di bagian khusus "logam aneh".

Dalam "undermetals" elektron bergerak sangat lemah dan jarak pendek. Dalam kasus ini, terjadi disipasi energi yang intens.

Oleh karena itu, "logam aneh" terletak persis di tengah-tengah antara logam biasa dan isolator.

Sejumlah penelitian telah mengungkapkan sejumlah besar "submetals", tetapi tanpa sifat superkonduktivitas. Ini semakin membingungkan situasi cuprate.

Superkonduktivitas cuprates dan medan magnet

Sebuah percobaan yang dilakukan oleh kelompok ilmiah internasional dari Amerika Serikat, Jerman dan Kolombia menunjukkan bahwa efek medan magnet yang kuat 60-70 Tesla (ini adalah nilai, di mana superkonduktor kehilangan sifat konduktornya) mengubah resistansi cuprates secara linier, dan tidak sesuai dengan hukum kuadrat, seperti dalam kasus "normal" logam.

Dengan kata lain, cuprates menunjukkan sifat-sifat logam, tetapi dengan sangat enggan.

Keadaan materi baru

Dengan akumulasi data percobaan pada cuprates, ini menunjukkan bahwa ini tidak lain, sebagai bentuk materi yang benar-benar unik, ditentukan oleh realitas belitan kuantum dalam makroskopik Dunia.

Dan sebuah kelompok teknik dari Flatiron Institute of New York berhasil membuat model digital dari "logam aneh", yang menegaskan asumsi bahwa ini hanyalah materi baru. Yang disebut bentuk perantara antara logam konduktif umum dan bahan isolasi.

Jadi, ia tetap harus menemukan nama untuk keadaan materi baru dan melanjutkan penelitian.

Apakah Anda menyukai bahannya? Kami suka, berlangganan dan berkomentar. Terima kasih sudah membaca sampai akhir.