Elektroner med planckisk spredning i merkelige metaller følger standardregler for banebevegelse i en magnet

Rare metaller, eller ikke-Fermi-væsker, er forskjellige tilstander av materie som har blitt observert i forskjellige kvantematerialer, inkludert cuprat-superledere. Disse tilstandene er preget av uvanlige ledende egenskaper, for eksempel en resistivitet som er lineært assosiert med temperatur (T-lineær).

I det fremmede metall fase av materie, gjennomgår elektroner det som er kjent som “planckisk spredning”, en høy spredningshastighet som øker lineært ettersom temperaturen stiger. Denne T-lineære, sterke elektronspredningen er unormal for metaller, som vanligvis har en kvadratisk temperaturavhengighet (T²), som forutsagt av standardteorien om metaller.

Forskere ved Université de Sherbrooke i Canada, Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses i Frankrike og andre institutter over hele verden har nylig utført en studie som undersøker muligheten for at resistiviteten til merkelige metaller er ikke bare forbundet med temperatur, men også med en påført magnetfelt. Denne magnetiske feltlineariteten hadde tidligere blitt observert i noen cuprates og pnictider, med noen fysikere som antydet at den også kunne være knyttet til planckisk dissipasjon.

Forskerne utførte sine eksperimenter på to spesifikke cuprate rare metaller, nemlig Nd_0,4De_1,6−xSr_xCuO₄ og La_2−xSr_xCuO₄. Funnene deres, publisert i Naturfysikkantyder at resistiviteten til disse to merkelige metallene er i samsvar med spådommene til standard Boltzmann-teori om elektronbevegelse i et magnetfelt på alle måter, og fremhever ingen anomali forbundet med planckisk spredning.

“Vi ønsket å undersøke feltavhengigheten til planckisk spredningshastighet i den merkelige metallfasen til cuprat-superledere, spesielt i NdLSCO, at spredningshastigheten tidligere ble målt med vinkelavhengig magnetoresistans (ADMR) eksperimenter,” Amirreza Ataei, en av forskerne som utførte studien, fortalte Phys.org. “I dette materialet, på grunn av en relativt lav kritisk temperatur, Tc, hadde vi tilgang til et av de største målte områdene av B-lineær resistivitet og var i stand til å reprodusere magnetoresistensen over dette magnetiske feltområdet ved å bruke standard Boltzmann-teori.”

Et hovedmål med det nylige arbeidet til Ataei og hans kolleger var å finne ut om magnetomotstanden i planet i den merkelige metallfasen til nemlig Nd_0,4De_1,6−xSr_xCuO₄ og La_2−xSr_xCuO₄ var unormalt i tilfeller der magnetfeltet og den elektriske strømmen var parallelle. Til syvende og sist tyder målingene de samlet på at det ikke var det.

“Vi forventer at funnene våre vil ha stor innvirkning på feltet av Planckisk dissipasjonet stort mysterium innen kondensert materie fysikk med spennende forbindelser til fysikken til sorte hull,” forklarte Ataei. “Vi viser at dette gåtefulle fenomenet er ufølsomt for magnetfelt, opptil 85 T, et av de høyest oppnåelige magnetfeltene i verden.”

Samlet sett ser det ut til at resultatene samlet av dette teamet av forskere utfordrer hypotesen om at den lineære avhengigheten av resistivitet på et magnetfelt observert i noen merkelige metaller er assosiert med planckisk dissipasjon. Derimot deres eksperimentelle data antyder at planckisk spredning bare er unormalt temperatur avhengighet, mens feltavhengigheten er på linje med standard teoretiske spådommer.

“Vi planlegger nå å utvide omfanget av denne forskningen til forskjellige kvantematerialer i den merkelige metallfasen eller i dens nærhet,” la Ataei til.

---

---

© 2022 Science X Network