神秘的"奇怪的金属"类产生了不寻常的电荷波动

神秘的"奇怪的金属"类产生了不寻常的电荷波动罗格斯文理学院物理和天文学系罗格斯材料理论中心特聘教授、参与该研究的理论家之一皮尔斯-Coleman说："量子材料很可能会推动下一代技术的发展，而奇怪的金属将成为其中的一部分。我们知道像Y型球这样的奇怪金属表现出的特性需要被理解，以开发这些未来的应用。我们非常肯定，了解这种奇怪的金属将给我们带来新的想法，并将帮助我们设计和发现新的材料。"来自罗格斯大学、兵库大学、日本东京大学、辛辛那提大学和约翰霍普金斯大学的一个国际研究小组在《科学》杂志上报告说，他们描述了电子运动的细节，为Y型球的不寻常电性能提供了新的见解。这种材料在技术上被称为YbAlB4化合物，含有镱、铝和硼元素。它被已故的罗格斯大学材料理论中心的创始主任ElihuAbrahams昵称为"Y球"。实验显示，这种奇怪的金属的电荷有不寻常的波动。研究人员说，这项工作是开创性的，因为实验人员以新颖的方式检查Y球，用同步加速器（一种粒子加速器）向它发射伽马射线。罗格斯大学的团队--包括Coleman、物理学教授PremalaChandra和前博士后研究员YasharKomijani（现在是辛辛那提大学的助理教授）--多年来一直在探索奇怪金属的奥秘。他们通过量子力学的框架来做这件事，量子力学是管理超小领域的物理定律，是自然界的组成部分，如电子的家园。使用一种被称为莫斯鲍尔光谱学的技术来分析这种材料，科学家们用伽马射线探测Y球，测量这种奇怪金属的电荷波动速度。在传统的金属中，当它们移动时，电子在原子中跳进跳出，导致它们的电荷波动，但其速度快了数千倍，无法通过摩斯鲍尔光谱学看到。在这种情况下，这种变化发生在纳秒，即十亿分之一秒内。Komijani说："在量子世界中，纳秒是一个永恒的过程。很长时间以来，我们一直在想，为什么这些波动实际上如此缓慢。每次一个电子跳入一个镱原子时，它在那里停留足够长的时间来吸引周围的原子，使它们移入和移出。电子和原子的这种同步舞蹈使整个过程变慢，从而可以被摩斯鲍尔看到。令我们高兴的是，他们检测到了这些振动。"当电流流经传统金属，如铜，随机原子运动使电子散开，造成摩擦，称为电阻。随着温度的升高，电阻以一种复杂的方式增加，在某一点上，它达到一个高原。然而，在奇怪的金属如Y型球中，电阻随温度线性增加，这是一个简单得多的行为。此外，进一步促进了它们的"奇怪性质"，当Y型球和其他奇怪的金属被冷却到低温时，它们往往成为超导体，完全不表现出电阻。具有最高超导温度的材料就属于这个奇怪的家族。因此，这些金属非常重要，因为它们为新形式的电子物质提供了画布--特别是奇异的高温超导性。超导材料有望成为下一代量子技术的核心，因为在消除所有的电阻后，它们允许电流以量子力学的方式同步流动。研究人员认为他们的工作为未来打开了一扇门，也许是难以想象的可能性。Coleman说："在19世纪，当人们试图弄清电和磁的时候，他们不可能想象到下一个世纪，它完全是由这种理解所推动的。因此，今天也是如此，当我们使用'量子材料'这个模糊的短语时，我们无法真正设想它将如何改变我们子孙的生活。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357409.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357409.htm