Παράγονται τύποι για διαδικασίες που συμβαίνουν σε κβαντικές τελείες

Η κβαντική κουκκίδα είναι ένα θραύσμα ενός αγωγού ή ημιαγωγού του οποίου οι φορείς φορτίου (ηλεκτρόνια ή οπές)

περιορισμένος σε χώρο και στα τρίαΜετρήσεις. Το μέγεθος μιας κβαντικής κουκκίδας πρέπει να είναι αρκετά μικρό ώστε τα κβαντικά αποτελέσματα να είναι σημαντικά. Αυτό επιτυγχάνεται εάν η κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου είναι αισθητά μεγαλύτερη από όλες τις άλλες κλίμακες ενέργειας: πρώτα απ 'όλα, μεγαλύτερη από τη θερμοκρασία, εκφρασμένη σε μονάδες ενέργειας.

Ρούι Σακάνο

Κβαντική κουκκίδα (κίτρινη) συνδεδεμένη σε δύοηλεκτρόδια (μπλε). Τα ηλεκτρόνια που διοχετεύονται στην κβαντική κουκίδα από τα ηλεκτρόδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν μια πολύ συσχετισμένη κβαντική κατάσταση που ονομάζεται "υγρό Fermi"

Ιάπωνες φυσικοί έχουν αναπτύξει τύπους γιανα περιγράψει το φυσικό φαινόμενο που εμφανίζεται μέσα σε κβαντικές κουκκίδες και άλλα υλικά νανοκλίμακας. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται επίσης «φαινόμενο Kondo»: το 1964, ο θεωρητικός φυσικός June Kondo το περιέγραψε για μερικά μαγνητικά υλικά. Είναι πλέον γνωστό ότι εμφανίζεται σε πολλά άλλα συστήματα, συμπεριλαμβανομένων των κβαντικών κουκκίδων.

Τυπικά η ηλεκτρική αντίσταση των μετάλλωνμειώνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας. Ωστόσο, αυτό δεν λειτουργεί με μέταλλα που περιέχουν μαγνητικές ακαθαρσίες· αυτό συμβαίνει μόνο μέχρι μια κρίσιμη θερμοκρασία. Πάνω από αυτό, η αντίσταση αυξάνεται καθώς μειώνεται η θερμοκρασία.

Για να εξαχθεί ο τύπος, οι συγγραφείςσυνέταξαν μια μαθηματική περιγραφή της εξέλιξης αυτού του νέφους: ξεκίνησαν με την κατάσταση του συστήματος στο απόλυτο μηδέν, στο οποίο εφαρμόζεται το καθιερωμένο θεωρητικό υγρό μοντέλο Fermi για τα αλληλεπιδρώντα ηλεκτρόνια. Και ως δεύτερο βήμα, εισήγαγαν μια τροπολογία που περιγράφει την απόκριση του συστήματος σε εξωτερικές διαταραχές. 

Ως αποτέλεσμα, οι τύποι αντικατοπτρίζουν το έργο των ηλεκτρονίων σε τέτοια συστήματα με δύο διαφορετικούς τρόπους

Οι προβλέψεις των τύπων μπορούν σύντομα να δοκιμαστούν πειραματικά. Η έρευνα για αυτό το έργο μόλις ξεκίνησε. 

Akira Oguri διευθυντής έρευνας στο Πανεπιστήμιο της πόλης της Οσάκα από το Ινστιτούτο Θεωρητικής και Πειραματικής Φυσικής

Διαβάστε περισσότερα:

Ярчайший блазар светит на Землю. Что это значит для планеты?

Δείτε το ISS να πετάει μεταξύ Δία και Κρόνου

"Η μελέτη απέτυχε": Οι δοκιμαστές Sputnik V δεν θα λαμβάνουν πλέον εικονικό φάρμακο