Вчені виявили передбачену 67 років тому частинку-демона

Джерело зображення: Pixabay

Сучасна теорія надпровідності переважно спирається на тісні взаємодія електронів і фононів в атомарної структурі матеріалів. У той же час ряд проявів надпровідності погано узгоджується з цією теорією та залишає місце для екзотичних і поки що не відкритих процесів. Квазичастиця демон Пайнса - одне з таких явищ, яке майже 70 років вважалося грою розуму фізика Девіда Пайнса, який запропонував її у 1956 році. На його думку, це безмасова та нейтральна квазічастка, виявити яку з цієї причини дуже і дуже важко. Її не шукали, якщо чесно.

Фізики з університету Іллінойсу в Урбані-Шампейні виявили невловиму квазічастицю зовсім випадково. Вони вивчали властивості рутенату стронцію, який є надпровідником, але у низці аспектів дуже його нагадує. Рутинні виміри показали наявність «часток», які були ні поверхневими плазмонами, ні акустичними фононами. Перші результати вимірювань були прийняті за помилкові, і лише їхнє повторення змусило щільніше зайнятися питанням: а що це було?

Моделювання показало, що вчені виявили плазмон із властивостями, передбаченими Девідом Пайнсом. Це особливий колективний рух електронів у твердому тілі. По суті це дискретна хвиля або групове коливання в електронній плазмі. Це не частка у чистому вигляді, тому такі конденсовані явища називають квазічастинками. Дані вимірювань показали, що виявлений плазмон немає маси і нейтральний по заряду. Інакше висловлюючись, він відповідає вимогам демона Пайнса. Слово «демон» у разі означає «виразне рух електрона» з улюбленим фізиками суфіксом «-он». На відміну, скажімо, від демона Максвелла, який справді демон при рогах і копитах, хоч і уявний.

Наявність у природі демона Пайнса у вигляді безмасової частки означає потенційну можливість ефекту надпровідності за будь-якої температури. Цією часткою можна спробувати пояснити надпровідність у цілому списку напівметалів. Зрозуміти і пояснити означає відкрити нові шляхи до здійснення цього явища, що зробить наш світ трохи приємнішим місцем для життя.

Джерело зображення: Pixabay

Сучасна теорія надпровідності переважно спирається на тісні взаємодія електронів і фононів в атомарної структурі матеріалів. У той же час ряд проявів надпровідності погано узгоджується з цією теорією та залишає місце для екзотичних і поки що не відкритих процесів. Квазичастиця демон Пайнса - одне з таких явищ, яке майже 70 років вважалося грою розуму фізика Девіда Пайнса, який запропонував її у 1956 році. На його думку, це безмасова та нейтральна квазічастка, виявити яку з цієї причини дуже і дуже важко. Її не шукали, якщо чесно.

Фізики з університету Іллінойсу в Урбані-Шампейні виявили невловиму квазічастицю зовсім випадково. Вони вивчали властивості рутенату стронцію, який є надпровідником, але у низці аспектів дуже його нагадує. Рутинні виміри показали наявність «часток», які були ні поверхневими плазмонами, ні акустичними фононами. Перші результати вимірювань були прийняті за помилкові, і лише їхнє повторення змусило щільніше зайнятися питанням: а що це було?

Моделювання показало, що вчені виявили плазмон із властивостями, передбаченими Девідом Пайнсом. Це особливий колективний рух електронів у твердому тілі. По суті це дискретна хвиля або групове коливання в електронній плазмі. Це не частка у чистому вигляді, тому такі конденсовані явища називають квазічастинками. Дані вимірювань показали, що виявлений плазмон немає маси і нейтральний по заряду. Інакше висловлюючись, він відповідає вимогам демона Пайнса. Слово «демон» у разі означає «виразне рух електрона» з улюбленим фізиками суфіксом «-он». На відміну, скажімо, від демона Максвелла, який справді демон при рогах і копитах, хоч і уявний.

Наявність у природі демона Пайнса у вигляді безмасової частки означає потенційну можливість ефекту надпровідності за будь-якої температури. Цією часткою можна спробувати пояснити надпровідність у цілому списку напівметалів. Зрозуміти і пояснити означає відкрити нові шляхи до здійснення цього явища, що зробить наш світ трохи приємнішим місцем для життя.