Vedci z Bostonskej univerzity v USA vytvorili nový druh kovového materiálu, cez ktorý prúdi elektrina rovnako, ako voda cez potrubie. Máme pre tento jav využitie? Podľa vedcov môže spôsobiť vznik novej elektronickej súčiastky, informuje Science Alert.

Spojili známe kovy

Elektróny zvyčajne prúdia difúznym pohybom, ktorý je pre častice typický. Vedcom sa ale podarilo vytvoriť špeciálny kovový supravodič z nióbu a germánia, ktorý dostal názov ditetralid s chemickou značkou NbGe2.

Posledné roky sú na nové dôležité materiály obzvlášť bohaté, len nedávno totiž vedci namerali napríklad takmer 70 rokov očakávané Einsteinum.

Z difúzneho chovania v ňom elektróny prechádzajú na hydrodynamické, ktoré je typické pre kvapaliny. „Elektróny sú zvyčajne rozptýlené fonónmi, čo vedie k ich difúznemu pohybu v kovoch.

Nová teória ukazuje, že ak elektróny silno intereagujú s fonónmi, vytvoria spojenú elektrón-fonónovú tekutinu,“ vyjadril sa Fazel Tafti, experimentálny fyzik z Bostonskej univerzity.

Fazel Tafti/Boston College

Ich teóriu potvrdili až tri experimentálne metódy. Prvá preukázala, že majú elektróny vyššiu hmotnosť, než sa zvyčajne očakáva. Špeciálna laserová analýza potom detegovala zmenu vibrácií NbGe2 vplyvom nezvyčajného prúdenia a nakoniec röntgenová difrakcia odhalila štruktúru supravodivého kovu, píšu vo svojej štúdii.

Tak ťažké elektróny nečakali

Hmotnosť elektrónov dosiahla dokonca až 3-násobok toho, čo od nich očakávali. Vedcov to prekvapilo a, ako povedal Tafti, napokon pochopili, že vysoká hmotnosť elektrónov je spôsobená práve elektrón-fonónovou interakciou.

Aj keď zatiaľ nie je úplne jasné, čo presne bude tento objav znamenať pre naše technológie, je o neho obrovský záujem. Otvára sa ale množstvo zaujímavých možností a ďalším krokom vedcov bude hľadanie ďalších podobných materiálov, ktoré v sebe tvoria elektrón-fonónovú kvapalinu.

US Deparment of Energy

Pri troche šťastia je totiž možné, že niektoré budú o niečo efektívnejšie. Dôsledkom objavu môžu byť nielen úplne nové elektornické súčiastky, ale aj zásadná zmena v jemnej elektronike, ktorú používame každý deň či dokonca v prípade kvantových počítačov.

Nejde pritom o prvý v poslednej dobe objavený kov, ktorý prekopal naše chápanie fyziky. Vedci na Kalifornskej univerzity v Berkeley Lab totiž zistili, že oxid vanadičitý popiera Wiedemann-Franzov zákon, podľa ktorého musí byť dobrý vodič elektriny zároveň dobrým vodičom tepla. Materiály pred nami skrývajú ešte množstvo tajomstiev a práve preto je ich výskum tak dôležitý.