ACER_november Advertisement ACER_november Advertisement ACER_november Advertisement

Nové skupenstvo hmoty má niektoré vlastnosti podobné čiernym dieram

0

Takzvané podivné kovy sú materiály vykazujúce niektoré nezvyčajné vodivé vlastnosti a ukázalo sa, že prekvapujúco majú dokonca niečo spoločného s čiernymi dierami. Nová štúdia ich teraz podrobnejšie charakterizovala a zistilo sa, že podivné kovy predstavujú nové skupenstvo hmoty. Podivné kovy sa líšia od bežných kovov, pretože ich elektrický odpor priamo súvisí s teplotou. Elektróny v nich strácajú energiu tak rýchlo, ako to umožňujú zákony kvantovej mechaniky.

Okrem toho ich vodivosť je spojená aj s dvoma základnými konštantami fyziky: Planckovou konštantou, ktorá definuje, koľko energie môže fotón uniesť, a Boltzmannovou konštantou, ktorá spája kinetickú energiu častíc v plyne s teplotou tohto plynu. Podivným kovom sa v novej štúdii venujú vedci z Flatiron Institute a Cornell University. Tím zistil, že v skutočnosti predstavujú nové skupenstvo hmoty medzi spinovým sklom a Fermiho kvapalinou, a podrobnejšie opísal ich vlastnosti.

Podľa autorov štúdie ide o zvláštne, husté a klzké skupenstvo, akýsi nekovový kov, v ktorom sa spája chaos s pravidlami kvantovej mechaniky. Asi najčudnejšie a najnezvyčajnejšie na podivných kovoch je to, že majú niektoré spoločné vlastnosti s čiernymi dierami. Tieto kozmické zvláštnosti majú takisto vlastnosti, ktoré sú viazané výlučne na teplotu a Planckovu a Boltzmannovu konštantu.

Prejavujú sa napríklad pri tvorbe gravitačných vĺn po splynutí dvoch čiernych dier. Fyzika elektrónov v podivných kovoch je obvykle veľmi náročná na presné výpočty, pretože ide o obrovské množstvo častíc. Tím prekonal tieto prekážky pomocou dvoch rôznych metód.

Predplatné NEXTECH 2021

Najprv použil metódu „kvantového vkladania“ (quantum embedding) na vykonanie zložitých výpočtov iba na niekoľkých atómoch, potom výsledky zovšeobecnili na zvyšok systému. Druhú metódu predstavoval kvantový algoritmus Monte Carlo, ktorý simuluje správanie systému s využitím pseudonáhodných čísel. Táto kombinácia umožnila vedcom lepšie preskúmať podivné kovy. Nový model podivných kovov môže fyzikom pomôcť pochopiť, ako môžu supravodiče fungovať pri vyšších teplotách. 

Zdroj: newatlas.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať