Учените са една стъпка по-близо до разбирането на “странните метали“ – те могат да станат основа за квантовите технологии на бъдещето

Физиците от Университета Рутгерс предложиха теоретични прозрения за експеримент, включващ “странен метал“, който може да играе решаваща роля в развитието на бъдещите квантови технологии. Изследователи, изучаващи съединение, наречено Y-ball, което принадлежи към класа на “странните метали“, считани за ключови относно развитието на напредналите квантови материали, са открили нови методи за изучаване и разбиране на неговото поведение.

„Странни метали“ са металите, които не се подчиняват на теорията на ферми-течностите, която описва поведението на електроните в обикновените метали при ниски температури. При странните метали, съпротивлението е пропорционално на температурата близо до абсолютната нула, докато при обикновените метали след свръхпроводящата фаза има рязко увеличение на съпротивлението. Това състояние на материята може да се нарече междинно – между проводник и диелектрик. В качеството на пример за “странни метали“ могат да бъдат посочени купратите.

В списание Science международен екип от изследователи от Рутгерс, Университета Хиого и Токийския университет в Япония, Университета в Синсинати и Университета Джон Хопкинс са описали детайли за движението на електроните, които дават нова представа за необичайните електрически свойства на Y-ball. Материалът, технически известен като съединението YbAlB4, съдържа елементите итербий, алуминий и бор.

Анализирайки материала с помощта на метода, известен като Mьосбауерова спектроскопия, учените изследваха Y-ball с помощта на гама лъчи, измервайки скоростта, с която електрическият заряд на метала се колебае. В обикновения метал, докато електроните се движат, те се движат от атом на атом, причинявайки колебания на електрическия им заряд, но със скорост хиляди пъти по-бърза, отколкото може да се види с Mьосбауерова спектроскопия. В този случай, промяната се е проявявала за наносекунда, което е една милиардна от секундата.

Учените казват, че когато Y-ball и други „странни метали“ се охладят до ниски температури, те често стават свръхпроводници, без да проявяват никакво съпротивление. Това семейство включва материали с най-високи температури на свръхпроводимост. Следователно, тези метали са много важни, защото осигуряват основата за нови форми на електронна материя и високотемпературни свръхпроводници.

Свръхпроводящите материали се очаква да играят централна роля в следващото поколение квантова технология, тъй като елиминират цялото електрическо съпротивление и позволяват електрическият ток да тече по квантово-механичен синхронизиран начин.