Teadlased avastasid uue kvantosakese tõenäoliselt täiesti juhuslikult
Kõik teavad, et metallid ja isolaatorid on definitsiooni järgi erinevad. Kuid Princetoni ülikooli teadlastel õnnestus (ja üsna juhuslikult) salvestada isolaatorisse ebatavaline kvantkäitumine, mis varem arvati olevat võimalik ainult metallides. See avastus viitab sellele, et on olemas täiesti uut tüüpi kvantosakesi, mida nimetatakse neutraalseks fermioniks.
Vanad postulaadid ja uus reaalsus
Kõik teavad, et metallid on suurepärased elektrilaengu juhid, kuid dielektrikud mitte.
Molekulaarsel tasandil taandub see postulaat asjaolule, et metallides liiguvad elektronid üsna vabalt mööda kristallvõre. Isolaatorites "istuvad aatomite elektronid üsna jäigalt" oma orbiidil ja seetõttu on neil kõrge takistus.
Niisiis, metallide hea juhtivuse kõrvalnähuna võib täheldada efekti, mida nimetatakse kvantvõnkumisteks. Kui metall on tugevalt jahutatud ja avatud tugevale magnetväljale, on elektronid võimelised minema kvantolekusse, mis kutsub esile materjali takistuse kõikumisi.
Kuid sellist efekti ei olnud isolaatorites varem täheldatud, kuna elektronid ei olnud eriti head liikuma. Kuid nagu Princetoni ülikooli teadlaste uus uuring on näidanud, on kvantvõnkumise mõju ka isolaatorites.
Uued uuringud ja juhuslikud avastused
Oma viimases katses töötasid teadlased volframditelluriidiga, mis massis puhub ennast nagu metall, kuid muutub kahemõõtmeliseks vormiks, näiteks grafeeniks, isolaatoriks.
Nii et ühekihilise materjali takistuse järgmise mõõtmisega magnetväljas leidsid teadlased üllatusega, et see hakkas võnkuma. Nagu S. Wu (vastutab teadusuuringute eest), selle efekti avastamine oli teadlaste täieliku üllatusena.
Vaadeldavat nähtust ei olnud võimalik seletada ühegi olemasoleva teooriaga, nii et teadlased esitasid toimuvast oma versiooni. Nende versiooni kohaselt ei vibreeri isolaatoris elektronid ise, vaid suure tõenäosusega võivad uute kvantosakeste tõttu tekkida tugevad koostoimed.
Kuna isolaatorid blokeerivad laetud osakeste, näiteks elektronide, takistamatu liikumise, peavad kvantvõnkeid põhjustavad uued osakesed olema neutraalse laenguga.
Need hüpoteetilised neutraalsed fermionid võivad seejärel näidata täheldatud kvantvõnkumisi.
Niisiis, kui teadlaste oletus on õige, siis õnnestus neil avastada isolaatorites peituv kvantmaterjali põhimõtteliselt uus vorm.
Teadlaste hüpoteesi kinnitamiseks on vaja läbi viia palju uuringuid, mille käigus see muutub lõpuks on selge, kas neutraalseid fermione on tõesti olemas või on avastatud veel üks seletus veidrused.
Teadlased on oma uurimistöö tulemusi jaganud ajakirja Nature lehtedel. Kui teile materjal meeldis, siis hinnake seda ja ärge unustage tellida. Tänan tähelepanu eest!