Elm adamları çoxdan qəribə metalların – elektrik və maqnetizmin adi qaydalarına zidd olan materialların sirlərini açmağa çalışırlar. İndi Rays Universitetində fiziklər qrupu kvant informasiya elminin alətindən istifadə edərək bu sahədə irəliləyiş əldə edib. Onların bu yaxınlarda Nature Communications -da dərc olunan araşdırması , qəribə metallardakı elektronların mühüm bir dönmə nöqtəsində daha çox dolaşdığını və bu müəmmalı materialların davranışına yeni işıq saldığını ortaya qoyur. Kəşf gələcəkdə enerji istifadəsini dəyişdirmək potensialı olan superkeçiricilərdə irəliləyişlərə yol aça bilər.

Yaxşı başa düşülən elektrik xassələrinə malik mis və ya qızıl kimi adi metallardan fərqli olaraq, qəribə metallar özlərini daha mürəkkəb üsullarla aparır və onların daxili işini dərslik təsviri sahəsindən kənara çıxarır. Qimiao Si, Harri C. və Fizika və Astronomiya üzrə Professor Olqa K. Wiessin rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, cavab tapmaq üçün ekstremal şəraitdə elektron qarşılıqlı təsirlərinin necə inkişaf etdiyini ölçmək üçün istifadə edilən kvant metrologiyasından olan kvant Fisher məlumatına (QFI) müraciət etdi. Onların tədqiqatları göstərir ki, əsas kvant hadisəsi olan elektron dolaşıqlığı kvant kritik nöqtəsində pik nöqtəsinə çatır : maddənin iki vəziyyəti arasında keçid.

“Bizim tapıntılar qəribə metalların bənzərsiz bir dolaşıq nümunəsi nümayiş etdirdiyini ortaya qoydu və bu, onların ekzotik davranışlarını anlamaq üçün yeni bir obyektiv təklif edir” dedi Si. “Kvant məlumat nəzəriyyəsindən istifadə etməklə biz əvvəllər əlçatmaz olan dərin kvant korrelyasiyalarını aşkar edirik.”

Qəribə metalları öyrənmək üçün yeni üsul

Əksər metallarda elektronlar yaxşı qurulmuş fizika qanunlarına əməl edərək nizamlı şəkildə hərəkət edirlər. Qəribə metallar isə bu qaydaları pozur, elektrikə qarşı qeyri-adi müqavimət göstərir və çox aşağı temperaturda qeyri-adi üsullarla davranır. Bu tapmacanı araşdırmaq üçün tədqiqatçılar diqqəti maqnit anlarının ətrafdakı elektronlarla necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu təsvir edən Kondo qəfəsi adlı nəzəri model üzərində cəmləyiblər.

Kritik keçid nöqtəsində bu qarşılıqlı təsirlər o qədər intensiv olur ki, kvazirəciklər kimi tanınan elektrik davranışının əsas tikinti blokları yox olur. QFI istifadə edərək, tədqiqatçılar bu kvazərrəcik itkisinin mənşəyini elektron spinlərinin necə bir-birinə qarışdığına qədər izlədilər və tapdılar ki, dolaşıqlıq məhz bu kvant kritik nöqtəsində pik nöqtəsinə çatır.

Bu yeni yanaşma, əsasən kvant məlumatlarında və dəqiq ölçmələrdə istifadə olunan QFI-ni metalların öyrənilməsinə tətbiq edir.

Si dedi: ” Kvant informasiya elmini kondensasiya olunmuş maddə fizikası ilə birləşdirərək , biz materialların tədqiqatında yeni bir istiqamətə çevrilirik”.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1743417765&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-quantum-entanglement-reveals-strange-metals.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC4xNzgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzQuMC42OTk4LjE3OCJdLFsiTm90OkEtQnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNC4wLjY5OTguMTc4Il1dLDBd&dt=1743417765239&bpp=1&bdt=60&idt=99&shv=r20250327&mjsv=m202503260101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743417649%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743417649%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743417649%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2272607140483&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2551&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31091180%2C42532523%2C95344790%2C95356500%2C95356505%2C31091361%2C95355300%2C95356787%2C95356928&oid=2&pvsid=4035199164967778&tmod=998620750&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=103

Daha səmərəli enerjiyə aparan mümkün yol

Tədqiqatçıların nəzəri hesablamaları gözlənilmədən real dünya eksperimental məlumatları ilə üst-üstə düşdü . Xüsusilə qeyri-elastik neytron səpilməsinin nəticələri ilə uyğunlaşdırıldı, materialları atom səviyyəsində araşdırmaq üçün istifadə edilən bir texnika. Bu əlaqə, qəribə metalların davranışında kvant dolaşmasının əsas rol oynadığı fikrini gücləndirir.

Qəribə metalları başa düşmək sadəcə akademik bir problem deyil; əhəmiyyətli texnoloji faydaları ola bilər. Bu materiallar enerji itkisi olmadan elektrik enerjisini ötürmək potensialına malik yüksək temperaturlu superkeçiricilərlə sıx əlaqəyə malikdir. Onların xassələrinin kilidini açmaq elektrik şəbəkələrində inqilab yarada, enerji ötürülməsini daha səmərəli edə bilər.

Tədqiqat həmçinin kvant məlumat vasitələrinin digər ekzotik materiallara necə tətbiq oluna biləcəyini nümayiş etdirir. Qəribə metallar gələcək kvant texnologiyalarında rol oynaya bilər, burada gücləndirilmiş dolaşma qiymətli mənbədir. Tədqiqat dolaşma zirvələrini göstərməklə bu mürəkkəb materialları xarakterizə etmək üçün yeni bir çərçivə təqdim edir.

Tədqiqat qrupuna Raysın Yuan Fang, Yiming Wang, Mounica Mahankali və Lei Chen, Donostia Beynəlxalq Fizika Mərkəzindən Haoyu Hu və Vyana Texnologiya Universitetindən Silke Paschen daxildir.

Daha çox məlumat: Yuan Fang və digərləri, Kvant kritik metalda şahidi olan gücləndirilmiş çoxtərəfli qarışıqlıq, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-57778-7

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

Rays Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir