2004年12月24日
现代材料科学是亚博网站下载有利于电亚博老虎机网登录子,为普通消费者提供拿起电脑,满屋仅仅几年前。但是努力创建以全新的电子材料属性也产生大量教科亚博网站下载书的理论无法解释的实验结果。
在12月16日出版的《自然》杂志,一个物理学家团队莱斯大学化学物理研究所,罗格斯大学和大的固体在德累斯顿,德国,提供了一种新的量子效应的解释办法创建一些奇怪的电子属性中探测到“重费米子材料的重要的类。亚博网站下载
“我们的发现代表明确的预先了解quantum-critical电子的组织原则的问题,”说理论physist Qimiao Si,一篇论文的合著者和大米的物理学和天文学教授。“工作可能是重要的物理范围广泛的材料,包括高温超导体和碳纳米管。亚博网站下载另外,它还提供了新的见解的阶段转换的问题,感兴趣的物理、化学和其他学科”。
新研究支持越来越多的理论和实验工作在凝聚态物理的一个新的分支,它称为“相关电子物理、长大的学科在过去的十年里,目的是理解自然和人为的所有电子过程管理材料。亚博网站下载
相关电子物理的动力是金属的标准理论无法解释的电子工作材料,包含“关联”,或强烈相互作用的电子。亚博网站下载等相关系统包括放射性金属钚,并根据所谓的稀土元素和化合物过渡金属,如铈、镱和铜。所有强烈相关材料包含电子的相互影响非常明显,他们亚博网站下载不能用理论来解释描述独立电子本身,而是需要了解他们的动态交互。
电子是一种量子粒子称为“费米子。“像所有量子粒子,电子可以被认为是一个粒yabo214子和波,和量子力学,电子波拥有一个明确的动力,没有两个电子可以有相同的势头。下面是“费米卷,卷的概念在动量空间由合并后的动量的所有的电子线、电阻或其他固态结构。
在本周的结果,是的,罗格斯大学理论物理学家皮尔斯·科尔曼,实验物理学家和德累斯顿组由弗兰克•Steglich表明费米体积与强关联电子材料突然改变它的大小在一个“量子临界点。亚博网站下载“量子临界点发展材料在绝对零度(- 459华氏度)。
“量子临界点的活期利息,因为他们的能力高于绝对零度和创建一个新的状态的物质称为量子关键问题,”科尔曼说,罗格斯大学物理学和天文学教授和大学材料中心的理论。亚博网站下载“这可能提供许多新路线类的材料。”
最新的研究提供了最重要的实验证据旨在回答理论有关量子费米体积变化的问题至关重要。Si,科尔曼和Steglich德累斯顿大研究所的主任,与大实验Silke帕兴氏小,物理,副教授Thomas Luhmann和史蒂芬-沃斯来衡量所谓的“霍尔效应。"实验包括一个巧妙的设置旨在分离各种角色扮演的磁场。大集团的其他成员奥克塔维奥Trovarelli Christoph Geibel,合成高质量的样品,以及菲利普Gegenwart,执行必要的分析采用霍尔电阻率测量数据。
量子临界的理论研究仍在不断变化。临界点由经典物理学已经知道五十年,和传统智慧认为量子力学堂兄弟作为一种经典相变在更高的维度。这种传统的思维方式影响金属物理学在过去的半个世纪,但是它会预测费米体积的平稳发展。
“我们的实验观察指向一个完整的传统理论,”帕兴氏小说。
相反,结果更符合当地的量子临界点,一类新的量子相变Si在本质上和他的同事在2001年提出的。科尔曼和他的同事们偏爱的另一个可能的解释是,电子是分裂在量子关键问题——这种现象被称为spin-charge分离。
“这是最直接的证据崩溃任何量子费米体积的关键问题,“Steglich说。“我们希望这个新观点对其他强关联电子系统产生广泛的影响。”
综上所述,实验和理论工作指向费米表面的波动(费米的外壳体积)负责量子关键问题的奇异的物理性质。
现实世界的电子相关性对材料特性的影响可以是深远的。被广泛认为是一个关键因素影响高温超导的机理,和更好的理解电子相关性可能回答问题起源于许多其他神秘的实验观察,如:为什么移动电子在某些极端寒冷的奇异金属表现得好像他们的群众在简单的金属中自由电子的一千倍吗?为什么有些强烈显示一个非常大的热电响应相关材料?亚博网站下载为什么别人显示巨大的磁阻,或极端敏感性磁场变化?
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