Los científicos han encontrado un superconductor en el que los electrones comenzaron a fluir como agua en una tubería.
Un grupo de investigación del Boston College ha creado un nuevo superconductor metálico NbGe2, en el que resultó que los electrones "fluyen" como el agua en una tubería de agua. Resultó que en el material en consideración, los electrones son más pesados que los cálculos teóricos indicados.
Un estudio detallado del proceso mostró que este efecto se produce debido a la interacción con otras partículas, por lo que los electrones comienzan a "fluir" en sentido figurado.
Nuevos trabajos de laboratorio y sus resultados
En un nuevo estudio científico, los científicos intentaron probar la suposición teórica establecida anteriormente, según la cual debería haber un electrón - fonón líquido.
Los fonones no son más que vibraciones de la red cristalina de un material. A menudo, los electrones son dispersados por fonones, lo que da el movimiento difuso habitual de estas partículas en los metales.
Pero de acuerdo con la nueva teoría, cuando los electrones entran en estrecha interacción con los fonones, pueden formar el llamado electrón único, el fonón líquido. Es este "líquido" el que fluye dentro de la red cristalina del metal de manera similar al agua corriente en una tubería.
Los investigadores estudiaron la conductividad de los electrones en un nuevo superconductor basado en niobio y germanio: NbGe2. En sus estudios de laboratorio, los ingenieros aplicaron tres métodos a la vez:
- Determinación de la resistencia eléctrica. Las mediciones han demostrado que los electrones tienen una mayor masa de electrones.
- Dispersión de luz combinada. Esta versión del estudio mostró que hubo un cambio en el comportamiento de la vibración de la red cristalina, que resultó ser posible solo debido a la presencia de un flujo especial de electrones.
- Difracción de rayos X. Este método ha demostrado la estructura cristalina exacta del material.
Además, utilizando la llamada técnica de oscilación cuántica, los investigadores aprendieron las masas de los electrones en el material. Como resultado, se encontró que la masa de electrones en todas las trayectorias era tres veces mayor que el valor esperado.
Los ingenieros explicaron todo este comportamiento inusual por el hecho de que el material contiene la llamada interacción electrón-fonón, que dio el efecto de "ponderar" las partículas. También indicó que el flujo de electrones cambió su comportamiento de lo habitual para las partículas a hidrodinámico.
Los resultados animaron a los científicos y ahora planean buscar nuevos materiales, en los cuales los electrones también se manifestarán como un "líquido".
Además, parte de las fuerzas se dedicarán a encontrar opciones para controlar el "agua electrónica" con el fin de crear dispositivos electrónicos fundamentalmente nuevos basados en el nuevo efecto en el futuro.
Los científicos han compartido los resultados del trabajo realizado en las páginas de la revista Nature Communications.
Si te gustó el material, califícalo y no olvides suscribirte al canal. ¡Gracias por su atención!