Tim sa Univerziteta Illinois u Urbana-Champaignu otkrio je dokaze o postojanju dugogodišnje teorijske plazmonske kvazipartikle nazvane „demon“. Kvazipartikla je uočena slučajno u metalu stroncijum rutenatu prilikom preciznih merenja raspršenih elektrona. Rezultati, objavljeni u Nature, poklapaju se sa Pinesovim predviđanjima i mogu da pomognu u razumevanju mehanizama visokotemperaturne superprovodljivosti.
Naučnici Otkrili 'Demona' — Bezmasovni Plazmon U Stroncijum Rutenatu
Scientists Have Summoned a Demon ParticleOlga Evtushkova - Getty Images
Fizičari koji se bave kondenzovanom materijom sa Univerziteta Illinois u Urbana-Champaignu predstavili su dokaze o postojanju dugo teoretisanog, bezmasovnog i neutralnog plazmona poznatog kao „demon“. Otkriće, objavljeno u časopisu Nature, može pomoći u razumevanju mehanizama koji stoje iza nekih oblika visokotemperaturne superprovodljivosti.
Šta je "demon"?
Termin "demon" potiče iz predloga fizičara Davida Pinesa iz 1956. i odnosi se na plazmon — kolektivnu oscilaciju elektrona — koja je po Pinesovoj teoriji bez mase i bez ukupnog električnog naboja. Zbog tih svojstava, takav način kolektivnog kretanja elektrona je izuzetno teško direktno detektovati klasičnim metodama.
Kako su ga otkrili?
Istraživači su proučavali metal stroncijum rutenat kako bi razumeli zašto taj materijal pokazuje osobine slične nekim visokotemperaturnim superprovodnicima. Tokom eksperimenta su usmerili snop elektrona na kristal i precizno izmerili vrlo sitne promene u energiji i momentu rasutih elektrona. U podacima su registrovali kvazipartikulu čiji disperzioni odnos nije odgovarao poznatim površinskim plazmonima niti akustičkim fononima — saglasno Pinesovoj prognozi, to je mogao biti "demon".
„Isprva nismo imali pojma šta je to. Demoni nisu u glavnom fokusu. Ideja se pojavila vrlo rano i praktično smo se smejali“, rekao je koautor Ali Husain. „Kako smo počeli da isključujemo druge opcije, sve više smo sumnjali da smo zaista našli demona.“
Peter Abbamonte, takođe koautor, istakao je važnost otvorenog posmatranja u nauci: „Većina velikih otkrića nije planirana. Otiđete da pogledate nešto novo i vidite šta se tamo nalazi.“
Zašto je to važno?
Pošto je ovaj kvaziprodukt predviđen da bude bez mase, teoretski može formirati režime pri vrlo različitim energijama i temperaturama. To znači da demoni mogu igrati ulogu u nekim mehanizmima koji dovode do superprovodljivosti izvan standardne BCS teorije, naročito u materijalima gde tradicionalni model međudelovanja elektrona i fonona ne objašnjava u potpunosti pojavu nulte otpornosti.
Iako je otkriće probni i rani korak — dalja eksperimentalna i teorijska potvrda je potrebna — identifikacija Pinesovog "demona" otvara nove puteve za razumevanje kolektivnih elektronskih modova i njihovog potencijalnog doprinosa visokotemperaturnoj superprovodljivosti.
Objavljeno u: Nature
Pomozite nam da budemo bolji.
