Vedcom sa podarilo zostaviť teoretický model takzvaných „podivných kovov“. Tieto zvláštne materiály disponujú istými nezvyčajnými vodivými vlastnosťami a prekvapivo zdieľajú isté podobnosti dokonca aj s čiernymi dierami.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom oknePortál Phys nedávno upozornil na veľmi zaujímavú štúdiu, ktorú majú na svedomí výskumníci z Flatironovho inštitútu v New Yorku a Cornellovej Univerzity. Podarilo sa im totižto učiniť významný pokrok v oblasti takzvaných „podivných kovov“, v rámci ktorých narazili aj na nový stav hmoty. Svoje poznatky popísali aj v štúdii publikovanej v žurnále Proceedings of the National Academy of Sciences.
Čudné materiály, ktoré zdieľajú vlastnosti s čiernymi dierami
Podivné kovy nedostali svoj zvláštny názov len tak pre nič za nič. Podľa štandardov kvantových fyzikov sú jednoducho čudné a okrem toho, že sú príbuzné vysokoteplotným supravodičom, zdieľajú isté podobnosti dokonca aj s čiernymi dierami. Elektróny v podivných kovoch dokážu rozptyľovať energiu tak rýchlo, ako to len umožňujú zákony kvantovej mechaniky a ich elektrická rezistivita je na rozdiel od bežných kovov úmerná teplote.
„Skutočnosť, že ich nazývame podivné kovy, by Vám mala napovedať, ako dobre im v skutočnosti rozumieme,“ hovorí spoluautor štúdie Olivier Parcollet, vedecký pracovník v Centre pre výpočtovú kvantovú fyziku v Flatironovho inštitútu. „Podivné kovy zdieľajú pozoruhodné vlastnosti s čiernymi dierami a otvárajú vzrušujúce nové smery pre teoretickú fyziku.“
Aktuálne je konštrukcia teoretického chápania podivných kovov jednou z najväčších výziev v oblasti fyziky kondenzovaných látok. Vedci však aktuálne pomocou špičkových výpočtových techník dokázali zostaviť prvý robustný teoretický model podivných kovov a z ich práce vyplynulo, že podivné kovy sú zároveň novým stavom hmoty.
Modely podivných kovov sú známe už desaťročia, no doposiaľ ich nik nedokázal namodelovať úplne presne
V kvantovom mechanickom svete je rezistancia vedľajším produktom zrážok elektrónov. Keď elektróny prúdia kovom, zrážajú či odrážajú sa od ostatných elektrónov alebo nečistôt v kovoch. Čím menej týchto zrážok nastane, alebo čím viac času medzi týmito zrážkami uplynie, tým nižší je elektrický odpor daného materiálu.
Pri typických kovoch sa rezistivita zvyšuje spolu s teplotou podľa zložitej rovnice, no v neobvyklých prípadoch, napríklad keď sa vysokoteplotný supravodič zahreje tesne nad bod, keď prestáva byť supravodivým, je rovnica oveľa jednoduchšia. V prípade podivných kovov je elektrická vodivosť priamo prepojená s teplotou a dvomi základnými konštantami vesmíru – Planckovou konštantou a Boltzmannovou konštantou.
Modely podivných kovov sú známe už desaťročia, ale presné riešenie takýchto modelov sa ukázalo ako nedosiahnuteľné existujúcimi metódami. Kvantové zapletenia medzi elektrónmi znamenajú, že fyzici nemôžu elektróny skúmať jednotlivo a celkový počet častíc v samotnom materiáli robí výpočty ešte náročnejšími.
Pomocou dvoch špeciálnych metód vedci zostavili prvý teoretický model podivných kovov
Ako prvú použili vedci metódu kvantového vkladania založenú na myšlienkach rozvinutých členom výskumného tímu, Antoinom Georgesom, na začiatku 90. rokov. Pri tejto metóde fyzici namiesto vykonávania podrobných výpočtov v celom kvantovom systéme robia podrobné výpočty iba na niekoľkých atómoch a zvyšnú časť systému dokážu ošetriť jednoduchšie.
Ako druhá metóda bol použitý algoritmus Monte Carlo (nazvaný podľa Monte Carla známeho svojimi kasínami a najmä ruletami), ktorý na výpočet problému používa náhodný výber, respektíve náhodné alebo pseudonáhodné čísla. Vedci týmto spôsobom vyriešili model podivných kovov až k absolútnej nule (- 273,15 °C), čo je nedosiahnuteľná dolná teplotná hranica v celom vesmíre.
Výsledkom bol teoretický model, ktorý skutočne potvrdzoval existenciu podivných kovov, ako aj ich nový stav hmoty, ktorý hraničí s dvomi predtým známymi fázami hmoty – Mottovými izolantami spinových sklovín a Fermiho kvapalinami. Tento jav popisuje aj vyššie uvedená schéma.
„Zistili sme, že existuje celý región vo fázovom priestore, ktorý vykazuje Planckové správanie, ktoré nepatrí do žiadnej z dvoch fáz, medzi ktorými sme prechádzali,“ uviedol Eun-Ah Kim, profesor fyziky Cornellovej Univerzity. „Tento kvantový spinový tekutý stav nie je zablokovaný, ale nie je ani úplne voľný. Je to pomalý, „polievkovitý“, hladký stav. Je kovový, ale neochotne kovový a tlačí stupeň chaosu na hranicu kvantovej mechaniky.“
Táto štúdia by tak mohla fyzikom pomôcť lepšie porozumieť fyzike vysokoteplotných supravodičov. Možno je to prekvapujúce, no ako bolo uvedené vyššie, práca má väzby aj na astrofyziku. Rovnako ako podivné kovy, aj čierne diery vykazujú vlastnosti, ktoré závisia iba od teploty a Planckových a Boltzmannovych konštánt, ako napríklad doba, po ktorú sa čierna diera „rozozvučí“ po zlúčení s ďalšou čiernou dierou.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

KĽDR odpálila novú zbraň: Kim hovorí o krutom údere, má ísť o veľmi nebezpečnú strelu

Záhadné svetlá nad Iránom oživili 50-ročnú UFO legendu. Ich pôvod zatiaľ nikto nevysvetlil (VIDEO)

Vedci konečne vyriešili záhadu 364-dňového kalendára. Staroveká sekta sa kuriózne pomýlila

USA chcú poslať do vesmíru vojenskú technológiu. Na štart jej má stačiť iba 12 hodín

Slnko dokáže vygenerovať desivú supererupciu. Zmenila by život na Zemi
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Česi už zaostávajú: Na Slovensku pracuje viac ľudí z tejto krajiny (REBRÍČEK)
PREMIUM150 km/h a len pár centimetrov nad asfaltom. Slovák sa dostal medzi elitu na podujatie pre budúce hviezdy F1

Rusko má chystať útoky dronmi z mora priamo v Európe. V ohrození sú 3 štáty, odhalil El Mundo

Najnovší prieskum odhalil veľké zemetrasenie v preferenciách: Hlas padá na dno, Republika s Matovičom trhajú rekordy

Analytik zmapoval 50 bezpečnostných incidentov v Európe za september. Je medzi nimi aj Slovensko
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Netflix do ponuky pridal novú českú komédiu. Iba nedávno bola v kinách
- Zaklínač sa vracia. Stačilo 11 sekúnd a fanúšikovia už hovoria o sklamaní
- Najväčšia prekážka padla. Netflix dostane super konkurenta, na divákov čaká veľká zmena
- OLED dostal nového súpera. Micro RGB televízory už na Slovensku klesli pod 1 000 eur
- 57 miliónov predaných kusov a teraz zásadný zlom. Japonci zo slávneho auta spravia aj elektromobil
-
- V sobotu na Slovensku štartuje najdrahší seriál sveta. Diváci ho už raz odmietli
- Netflix do ponuky pridal novú českú komédiu. Iba nedávno bola v kinách
- Zaklínač sa vracia. Stačilo 11 sekúnd a fanúšikovia už hovoria o sklamaní
- Netflix a Tarantino spojili sily. Takto vyzerá novinka za 200 miliónov (VIDEO)
- Na ČSFD má 87 % a práve dostal pokračovanie. Seriálový klenot dorazil na Slovensko
-
- V sobotu na Slovensku štartuje najdrahší seriál sveta. Diváci ho už raz odmietli
- 13 rokov sme čakali na túto správu. Filmová legenda dostane pokračovanie, vráti sa aj Brad Pitt
- Veľmoc chystá jadrový prevrat. Po Európe rozmiestni 10 reaktorov takmer s výkonom Mochoviec
- Netflix a Tarantino spojili sily. Takto vyzerá novinka za 200 miliónov (VIDEO)
- Čínsky nástupca Concordu čaká prvý nadzvukový test. Čas 1100 km letu chce skrátiť až 4-násobne
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Česi už zaostávajú: Na Slovensku pracuje viac ľudí z tejto krajiny (REBRÍČEK)
PREMIUM150 km/h a len pár centimetrov nad asfaltom. Slovák sa dostal medzi elitu na podujatie pre budúce hviezdy F1

Rusko má chystať útoky dronmi z mora priamo v Európe. V ohrození sú 3 štáty, odhalil El Mundo

Najnovší prieskum odhalil veľké zemetrasenie v preferenciách: Hlas padá na dno, Republika s Matovičom trhajú rekordy


