Главная | Регистрация | Вход | Личные сообщения () | ФОРУМ | Планета Тайн | Из жизни.ру | ВТОРАЯ ПЛАНЕТА | Модераторы: Pantera; IgChad | Контакты

Суббота, 05.12.2020, 09:07
Привет, Гость Нашей Планеты | RSS
ПОДПИСАТЬСЯ НА ИЗВЕЩЕНИЯ ОБ ОБНОВЛЕНИЯХ САЙТА


Форма входа
Логин:
Пароль:

плюсы баннерной рекламы

Загрузка...


Другие новости

Загрузка...


Статистика

Рейтинг@Mail.ru
Онлайн всего: 61
Пользователей: 60
Сейчас комментируют: 1


Новости сегодня
Системы безопасности делают езду опаснее — автомобилисты слишком доверяют электронике (0)
С помощью суперкомпьютера можно проследить формирование Луны (0)
Мозг может воспринимать мир в 11 измерениях (1)
В Судане нашли древнейший дорожный указатель (0)
Вычислено точное значение постоянной тонкой структуры (0)
Звездам дали советы, как побороть депрессию из-за отсутствия концертов (0)
Россия решила отказаться от налогового соглашения с Нидерландами (0)
Ванесса Коган, на выход: такие граждане России не нужны (0)
Чубайс назначен спецпредставителем президента России (1)
Байдена поймали за РУКУ (0)

Новости готовят...

Новостей: 5056

В архиве: 11392

Новостей: 3779

В архиве: 11931

Новостей: 715

В архиве: 6971

Новостей: 694

В архиве: 3939

Новостей: 571

В архиве: 1480

Новостей: 302

В архиве: 438

Новостей: 245

В архиве: 4005

Новостей: 193

В архиве: 338

Новостей: 186

В архиве: 1804

Новостей: 175

В архиве: 324

Календарь
«  Сентябрь 2020  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930

ВСЕ НОВОСТИАРХИВВТОРАЯ ПЛАНЕТАФОРУМПРАВИЛА САЙТАДОБАВИТЬ МАТЕРИАЛ

Астрология и пророчества [202]Астрономия и космос [450]Бывает же такое! [278]
Гипотезы, версии, прогнозы [2062]Дом, сад, кулинария [250]Животные и растения [144]
Здоровье, человек [431]Искусство, поэзия [129]История, археология, судьбы [1132]
Мир вокруг нас [336]Наука и технологии [326]Непознанное [711]
НЛО, уфология [82]Новости, общество, в мире [3779]Психология и отношения [181]
Религии, учения [35]Советы и истории из жизни [253]Стихия, климат, экология [212]
Фильмы и видео [257]Частное мнение [946]Это интересно! [315]
Юмор, афоризмы, притчи [204]


12:06
Ученые открыли новое состояние вещества


Ученые давно установили, что сложные соединения меди — купраты — ведут себя не так, как прочие металлы. Теперь же американские физики увидели в них новое состояние вещества. Эти материалы открывают возможность создания высокотемпературных сверхпроводников, необходимых энергетике и приборостроению.

Первые высокотемпературные сверхпроводники
В 1911 году физики из Голландии обнаружили, что при температуре, близкой к абсолютному нулю — всего три кельвина, или минус 270 градусов Цельсия, — сопротивление ртути становится нулевым: электрический ток передается через металл без потерь. Так открыли сверхпроводимость.

Затем ее наблюдали в некоторых других металлах и сплавах. Температура перехода в это состояние, названная критической, несколько различалась, но всегда была экстремально низкой, достижимой лишь в лабораторных криогенных установках с помощью жидкого гелия.

Ситуация изменилась в 1986-м, когда сотрудники научного подразделения корпорации IBM Карл Мюллер и Георг Беднорц открыли первый высокотемпературный сверхпроводник — купрат лантана и бария. Уже на следующий год им за это присудили Нобелевскую премию.

Высокотемпературными считаются сверхпроводники при температуре не ниже 77 кельвинов. Это точка кипения жидкого азота, которым в промышленности охлаждают приборы и провода.

Сверхпроводниками оказались и другие купраты. Самый известный — BSCCO, или, как его называют физики, "биско" — "сэндвич" из слоев оксидов висмута, стронция, меди и чистого кальция.

С этими материалами связаны уникальные разработки в электротехнике, энергетике, транспорте — системы передачи энергии на огромные расстояния без потерь, бесконтактные высокоскоростные поезда, сверхсильные магниты, используемые в термоядерных реакторах, двигатели для межпланетных космических кораблей.

Загадка "странных металлов"
Хотя купраты уже активно применяют — например, десятки километров проводов из BSCCO в Большом адронном коллайдере в ЦЕРН, — ученые до сих пор до конца не разобрались с физическим механизмом их высокотемпературной сверхпроводимости.

Классическая теория БКШ, названная в честь ее авторов — американских физиков Джона Бардина, Леона Купера и Джона Шриффера, хорошо объясняет сверхпроводимость при температуре выше 30 кельвинов, а некоторые купраты сохраняют это качество до 130 кельвинов.

Но и при более высоких температурах, когда сверхпроводимость пропадает, купраты сильно отличаются от обычных металлов. Например, их электрическое сопротивление с понижением температуры падает линейно, а не пропорционально квадрату разницы температур. Это противоречит теории ферми-жидкости, разработанной советским физиком Львом Ландау в 1956 году.

Электроны в металлах при низких температурах ведут себя подобно частицам электронного газа, а взаимодействия между такими квазичастицами — фермионами — описывают уравнения квантовой механики. Теория ферми-жидкости подтверждается для всех металлов, с которыми мы имеем дело в повседневной жизни, но не работает для купратов. Поэтому физики выделили их в отдельную группу "странных металлов".

В отличие от обычных металлов, в которых электроны перемещаются свободно при небольшом количестве взаимодействий и небольшом сопротивлении, в "странных" они передвигаются медленно и на ограниченное расстояние. При этом очень активно рассеивают энергию. "Странные металлы" находятся где-то между классическими металлами и изоляторами, у которых сильно взаимодействующие электроны занимают фиксированные позиции.

В последние годы ученые обнаружили множество "странных металлов", но без сверхпроводимости. Ситуация с купратами стала еще более загадочной.

Физик-теоретик Ян Заанен из Лейденского университета в Нидерландах предположил, что в "странных металлах" нарушается принцип Паули, согласно которому два и более тождественных фермиона не могут одновременно находиться в одном и том же квантовом состоянии. Заанен назвал это "физикой нечастиц", а состояние вещества в высокотемпературных сверхпроводниках — "запутанной сжимаемой квантовой материей". Ученый считает, что в "странных металлах" частицы, с одной стороны, проявляют черты коллективного поведения, а с другой — запутываются друг с другом.

Еще одна гипотеза описывает поведение электронов в "странных металлах" по аналогии с так называемыми изоляторами Мотта — кристаллическими веществами, которые в соответствии с обычной теорией электрической проводимости должны быть проводниками. Их электроны находятся в узлах кристаллической решетки, ровно по одному на узел, а когда появляются дополнительные, изоляторы Мотта сразу превращаются в сверхпроводники.

Сверхпроводящие полуметаллы
Сильное магнитное поле подавляет сверхпроводимость. Ученые из США, Германии и Колумбии во главе с Аркадием Шехтером (США) решили посмотреть, как поведут себя купраты при низких температурах в магнитных полях — станут ли они похожи на обычные металлы, потеряв сверхпроводящие свойства.

Физики подняли напряженность поля до огромных значений в 60-70 тесла, но оказалось, что и в таких условиях сопротивление в зависимости от напряженности магнитного поля, как и от температуры, меняется линейно, а не в соответствии с квадратичным законом, как полагается "нормальным" металлам. То есть они вроде бы и проявляют свойства металлов, но как-то неохотно, вполсилы.

Новое состояние материи
Многие исследователи, в том числе Заанен, считают, что поведение электронов в "странных металлах", еще называемых квантовыми критическими металлами, настолько сложно, что создать его модель под силу только квантовым компьютерам.

"Это потенциально революционный этап в фундаментальной физике, — пишет ученый на своей странице сайта Лейденского университета. — Спустя тридцать лет все больше свидетельств того, что высокотемпературная сверхпроводимость указывает на радикально новую форму материи, которая определяется последствиями квантовой запутанности в макроскопическом мире".

Тем не менее американские физики из Корнельского университета и Института Флэтайрон в Нью-Йорке сообщили, что построили первую цифровую модель "странных металлов", которая подтвердила предположение нидерландского ученого о том, что это новое состояние материи, переходная форма между классическими проводящими металлами и изоляторами.

Исследователи соединили два подхода. С помощью метода квантового встраивания, разработанного в 1990-х в Центре вычислительной квантовой физики Института Флэтайрон, выполнили подробные расчеты для нескольких атомов, а не для всей квантовой системы.

Затем, используя квантовый алгоритм Монте-Карло, который полагается на случайную выборку, создали модель поведения электронов при сверхнизких температурах, вплоть до абсолютного нуля.

В классической модели металлов при низкой кинетической энергии положение электронов становится более фиксированным, и система из так называемого состояния спинового стекла, для которого характерны случайные спиновые взаимодействия, переходит в состояние изолятора. А когда кинетическая энергия высокая, электроны движутся свободно, слабо взаимодействуя, и система переходит в состояние ферми-жидкости.

Меняя соотношение между кинетической энергией и энергией взаимодействия электронов, ученые довели модельную систему до грани между обычным металлом и изолятором. В этот момент и появились "странные металлы". На диаграмме выявили область между двумя известными фазами, где электроны не полностью заблокированы, но и не полностью свободны.

Теперь предстоит придумать официальное название новому состоянию вещества.






Оцените материал:




ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ:


Материалы публикуемые на "НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ" это интернет обзор российских и зарубежных средств массовой информации по теме сайта. Все статьи и видео представлены для ознакомления, анализа и обсуждения. Мнение администрации сайта и Ваше мнение, может частично или полностью не совпадать с мнениями авторов публикаций. Администрация не несет ответственности за достоверность и содержание материалов,которые добавляются пользователями в ленту новостей.


Категория: Наука и технологии | Источник: https://vk.com| Просмотров: 469 | Добавил: Pantera| | Теги: ученые, вещества, Новое, Открыли, состояние | Рейтинг: 4.2/8

В КОММЕНТАРИЯХ НЕДОПУСТИМА КРИТИКА САЙТА,АДМИНИСТРАТОРОВ,МОДЕРАТОРОВ и ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ,КОТОРЫЕ ГОТОВЯТ ДЛЯ ВАС НОВОСТИ! УВАЖАЙТЕ ЧУЖОЙ ТРУД!
Всего комментариев: 1
0
1 Alex2025   (11.09.2020 12:43) [Материал]
Не удивительно. К примеру Кв. физики считают, что типов материи более 500. Это с положительной массой. А недавно получена материя с отрицательной массой ( https://phys.org/news/2017-04-physicists-negative-mass.html )
Обсуждается и т.н. «тахионный кристал» и, возможно, материя http://kniganews.org/map/w/10-00/hex8b/ , состоящая из частиц всегда двигающихся быстрее света. Так что физики долго еще не останутся без работы.

Имя *:
Email:
Подписка:1
Код *:


По этой теме смотрите:

Загрузка...

Астрономия и космос [1381]Безумный мир [2114]Взаимоотношения людей [1055]Войны и конфликты [1527]
Гипотезы и версии [10752]Дом, сад, кулинария [3179]Животные и растения [2454]Здоровье, психология [4272]
Искусство, литература, поэзия [736]История, археология [3561]Мир вокруг нас [3008]Мировые новости [3592]
Наука и технологии [1124]Непознанное [3424]НЛО и уфология [880]Общество [7058]
Прогнозы ученых,исследования [481]Происшествия, чп, аварии [1414]Предсказания и астрология [879]Религии, учения [484]
Российские новости [5669]Советы и истории из жизни [846]Стихия, климат, экология [1926]Феномены и аномалии [915]
Фильмы и видео [4031]Частное мнение [5697]Это интересно! [4123]Юмор, афоризмы, притчи [2400]


ПОМОГИТЕ СПАСТИ МАЛЫША!

Поиск


НАША БЕСЕДКА

СЕЙЧАС НА САЙТЕ:
Онлайн всего: 61
Пользователей: 60
Сейчас комментируют: 1

Мы комментируем

Загрузка...

На форуме

СТИШКИ

(3366)

ЦИ дня

(148)


Интересное сегодня
Ванесса Коган, на выход: такие граждане России не нужны (0)
Чубайс назначен спецпредставителем президента России (1)
Байдена поймали за РУКУ (0)
Россия решила отказаться от налогового соглашения с Нидерландами (0)
Мозг может воспринимать мир в 11 измерениях (1)
Звездам дали советы, как побороть депрессию из-за отсутствия концертов (0)
Вычислено точное значение постоянной тонкой структуры (0)
В Судане нашли древнейший дорожный указатель (0)
Системы безопасности делают езду опаснее — автомобилисты слишком доверяют электронике (0)
С помощью суперкомпьютера можно проследить формирование Луны (0)

Loading...

Активность на форуме

Постов на форуме: 4727
Группа: Модераторы

Постов на форуме: 4194
Группа: Проверенные

Постов на форуме: 3803
Группа: Проверенные

Постов на форуме: 2874
Группа: Модераторы

Постов на форуме: 2499
Группа: Друзья Нашей Планеты

Постов на форуме: 2387
Группа: Друзья Нашей Планеты

Великие комментаторы:
Василёк
Комментариев: 16477
Группа: Друзья Нашей Планеты
Микулишна
Комментариев: 14213
Группа: Друзья Нашей Планеты
Geda
Комментариев: 10234
Группа: Проверенные
надёжа
Комментариев: 9545
Группа: Проверенные
nikolaiparasochko
Комментариев: 9233
Группа: Проверенные
Благородный
Комментариев: 5811
Группа: Проверенные



18+