Os cientistas descobriram um supercondutor no qual os elétrons começaram a fluir como água em um tubo
Um grupo de pesquisa do Boston College criou um novo supercondutor de metal NbGe2, no qual descobriu que os elétrons "fluem" exatamente como a água em uma tubulação de água. Descobriu-se que, no material em consideração, os elétrons são mais pesados do que os cálculos teóricos indicados.
Um estudo detalhado do processo mostrou que esse efeito ocorre devido à interação com outras partículas, a partir da qual os elétrons passam a "fluir" no sentido figurado.
Novo trabalho de laboratório e seus resultados
Em um novo estudo científico, os cientistas pretendiam testar o pressuposto teórico afirmado anteriormente, segundo o qual deveria haver um líquido elétron-fônon.
Fônons nada mais são do que vibrações da estrutura cristalina de um material. Freqüentemente, os elétrons são espalhados pelos fônons, o que dá o movimento difuso usual dessas partículas nos metais.
Mas, de acordo com a nova teoria, quando os elétrons entram em interação próxima com os fônons, eles são capazes de formar o chamado elétron único - o líquido do fônon. É esse "líquido" que flui dentro da estrutura cristalina do metal de maneira semelhante à água comum em um oleoduto.
Os pesquisadores estudaram a condutividade dos elétrons em um novo supercondutor baseado em nióbio e germânio - NbGe2. Em seus estudos de laboratório, os engenheiros aplicaram três métodos ao mesmo tempo:
- Determinação da resistência elétrica. As medições mostraram que os elétrons têm uma massa maior de elétrons.
- Difusão de luz combinada. Essa versão do estudo mostrou que houve uma mudança no comportamento de vibração da rede cristalina, o que só foi possível devido à presença de um fluxo especial de elétrons.
- Difração de raios-X. Este método demonstrou a estrutura cristalina exata do material.
Além disso, usando a chamada técnica de oscilação quântica, os pesquisadores aprenderam as massas dos elétrons no material. Como resultado, descobriu-se que a massa dos elétrons em todas as trajetórias era três vezes maior do que o valor esperado.
Os engenheiros explicaram todo esse comportamento incomum pelo fato de o material conter a chamada interação elétron-fônon, que deu o efeito de "pesar" as partículas. Também indicou que o fluxo de elétrons mudou seu comportamento de normal para partículas para hidrodinâmico.
Os cientistas se animaram com os resultados e agora planejam buscar novos materiais, nos quais os elétrons também se manifestem como um "líquido".
Além disso, parte das forças será dedicada a encontrar opções para controlar a "água eletrônica", a fim de criar dispositivos eletrônicos fundamentalmente novos com base no novo efeito no futuro.
Os cientistas compartilharam os resultados do trabalho realizado nas páginas da revista Nature Communications.
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