Yeni bir madde durumu keşfedildi veya garip metallerin gizemi nedir

Bilim adamları, nispeten uzun bir süredir, oldukça karmaşık bakır-bakır oran kombinasyonlarının klasik metallerden farklı davranışlar sergilediğini keşfettiler. Ve son çalışmaların sonuçlarına göre, bilim adamları içlerinde tamamen yeni bir madde durumu keşfettiler.

Bu malzemelerin kullanımı, modern enerji mühendisliği ve bir bütün olarak tüm endüstri tarafından çok ihtiyaç duyulan yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin oluşumunda geniş beklentileri göstermektedir. Bakalım bu "tuhaf malzemelerin" özelliği ne?

Yüksek sıcaklık iletkenlerinin ilk keşifleri

Zaten 1911'de süperiletkenliğin keşfi Hollanda'da yapıldı. Sadece üç Kelvin sıcaklıkta civa direncinin sıfıra düştüğü (elektrik kayıpsız iletilir) bulundu.

Ayrıca, bu etki diğer materyallerde de gözlendi, ancak süperiletkenliğin gözlemlendiği sıcaklık her zaman son derece düşük kaldı.

Değişiklikler yalnızca 1986'da geldi. O zaman IBM mühendisleri, ilk yüksek sıcaklık süperiletkenini - cupratlanthane ve baryumu yarattı. Bunun için K. Müller ve G. Bednorts, Nobel Ödülü'nü aldı.

Minimum 77 Kelvin (ancak daha düşük olmayan) sıcaklığa sahip süperiletkenlere yüksek sıcaklık denir. Bu, sıvı nitrojenin kaynadığı sıcaklıktır.

Şu anda en ünlü yüksek sıcaklık süperiletkeni BSCCO (bisco sandviç), bizmut oksit, stronsiyum, bakır ve saf kalsiyum katmanlarından oluşur.

Bu malzemeler sayesinde elektrik mühendisliği, ulaşım ve enerjide özel cihazlar ve ürünler oluşturulmuştur.

Garip metallerin gizemi nedir

Kupratların zaten tam olarak kullanılmasına rağmen, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda onlardan yüzlerce metre tel yapılmıştır. Bilim adamları bu güne kadar yüksek sıcaklık iletkenliğinin fiziğini tam olarak anlamadılar.

BCS teorisi (yaratıcılarından D. Bardin, L. Cooper ve
D. Schrieffer) 30 Kelvin'in üzerindeki süper iletkenliği mükemmel bir şekilde tanımlar. Ancak, yalnızca sıcaklıktaki bir artışla, süperiletkenliğin etkisi ortadan kalktığında, küpratlar sıradan malzemeler gibi davranmaya başlar.

Kupratların elektrik direnci, sıcaklık farkının karesiyle orantılı değil, doğrusal olarak azalır. Bu, 1956'da Lev Landau tarafından formüle edilen Fermi sıvı teorisiyle çelişiyor.

Aşırı düşük sıcaklıklarda, elektronlar bir elektron gazının davranışını sergiler ve karşılaşılan etkileşim kuantum mekaniğinin denklemleriyle tanımlanır.

Aynı zamanda, Fermi sıvı teorisi, kötü şöhretli bakır oranlar dışında metallerin büyük çoğunluğu için işe yarar. Bu nedenle fizikçiler onları özel bir "garip metaller" alt bölümüne yerleştirdiler.

Bu tür "alt metallerde" elektronlar son derece zayıf ve kısa mesafelerde hareket ederler. Bu durumda, yoğun bir enerji dağılımı meydana gelir.

Bu nedenle, "garip metaller", sıradan metaller ve yalıtkanlar arasında tam olarak ortada bulunur.

Çok sayıda çalışma, çok sayıda "alt metal" ortaya çıkarmıştır, ancak süperiletkenlik özelliği yoktur. Bu, kuprat durumunu daha da karıştırdı.

Bakır oranlarının ve manyetik alanın süper iletkenliği

ABD, Almanya ve Kolombiya'dan uluslararası bir bilimsel grup tarafından yürütülen bir deney, 60-70 Tesla'lık güçlü bir manyetik alanın etkisinin (bu çok büyük bir Süperiletkenlerin iletkenlik özelliklerini kaybettiği değer) bakır oranlarının direncini doğrusal olarak değiştirir ve "normal" durumunda olduğu gibi ikinci dereceden bir yasaya göre değiştirmez. metaller.

Başka bir deyişle, bakır oranlar metallerin özelliklerini, ancak büyük bir isteksizlikle sergilerler.

Maddenin yeni hali

Kupratlarla ilgili deneysel verilerin birikmesiyle, bunun başka bir şey olmadığını gösteriyor, Makroskopikteki kuantum dolanıklığının gerçekleriyle belirlenen, kesinlikle benzersiz bir madde biçimi olarak Dünya.

Ve Flatiron Institute of New York'tan bir mühendislik grubu, bunun yeni bir madde durumundan başka bir şey olmadığı varsayımını doğrulayan dijital bir "garip metaller" modeli yaratmayı başardı. Yaygın iletken metaller ve yalıtım malzemeleri arasındaki sözde ara biçim.

Bu nedenle, maddenin yeni hali için bir isim bulmaya ve araştırmaya devam etmeye devam ediyor.

Malzemeyi beğendin mi? Seviyoruz, abone oluyoruz ve yorum yapıyoruz. Sonuna kadar okuduğunuz için teşekkür ederim.