Oamenii de știință au descoperit probabil o nouă particulă cuantică și, din întâmplare

Toată lumea știe că metalele și izolatorii sunt diferiți prin definiție. Dar oamenii de știință de la Universitatea Princeton au reușit (și întâmplător) să înregistreze un comportament cuantic neobișnuit într-un izolator, care anterior se credea că este posibil doar la metale. Această descoperire sugerează că există un tip complet nou de particule cuantice numite fermion neutru.

Vechi postulate și noi realități

Toată lumea știe că metalele sunt conductori excelenți ai sarcinii electrice, dar dielectricii nu.

La nivel molecular, acest postulat se reduce la faptul că în metale, electronii se mișcă destul de liber de-a lungul rețelei cristaline. La izolatori, electronii atomilor „stau destul de rigid” pe orbita lor și, prin urmare, au o rezistență ridicată.

Deci, sub forma unui efect secundar de bună conductivitate în metale, se poate observa un efect numit oscilații cuantice. Dacă metalul este puternic răcit și expus la un câmp magnetic puternic, atunci electronii sunt capabili să intre într-o stare cuantică, ceea ce provoacă fluctuații ale rezistivității materialului.

Cu toate acestea, un astfel de efect nu a fost observat anterior la izolatori datorită capacității nu foarte bune a mișcării electronilor. Dar, după cum arată un nou studiu realizat de oamenii de știință de la Universitatea Princeton, efectul oscilației cuantice este prezent și în izolatori.

Noi cercetări și descoperiri accidentale

În ultimul lor experiment, oamenii de știință au lucrat cu diteluridă de tungsten, care în masă se suflă ca un metal, dar se transformă într-un izolator atunci când este asamblat într-o formă bidimensională, cum ar fi grafenul.

Deci, cu următoarea măsurare a rezistivității unui material cu un singur strat într-un câmp magnetic, oamenii de știință au fost surprinși să constate că acesta a început să oscileze. Ca S. Wu (responsabil de cercetare), descoperirea acestui efect a venit ca o surpriză completă și a derutat oamenii de știință.

Fenomenul observat nu a putut fi explicat prin niciuna dintre teoriile existente, astfel încât oamenii de știință au prezentat propria lor versiune a ceea ce se întâmplă. Conform versiunii lor, nu electronii înșiși vibrează în izolator, dar, cel mai probabil, se pot forma interacțiuni puternice datorită noilor particule cuantice.

Deoarece izolatorii blochează mișcarea nestingherită a particulelor încărcate, cum ar fi electronii, particulele noi care provoacă oscilații cuantice trebuie să aibă o sarcină neutră.

Acești fermioni neutri ipotetici ar putea prezenta apoi oscilațiile cuantice observate.

Deci, dacă presupunerea oamenilor de știință este corectă, atunci au reușit să descopere o formă fundamental nouă de materie cuantică, care este ascunsă în izolatori.

Pentru a confirma ipoteza oamenilor de știință, este necesar să efectuați o mulțime de cercetări, în cursul cărora va deveni în cele din urmă este clar dacă fermioni neutri există cu adevărat sau dacă există o altă explicație pentru descoperit ciudățenii.

Oamenii de știință au împărtășit rezultatele cercetărilor lor pe paginile revistei Nature. Dacă ți-a plăcut materialul, atunci evaluează-l și nu uita să te abonezi. Vă mulțumim pentru atenție!