Электроны с планковским рассеянием в странных металлах подчиняются стандартным правилам орбитального движения в магните
Учёные из Université de Sherbrooke в Канаде, Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses во Франции и других институтов по всему миру недавно провели исследование, изучающее возможность того, что удельное сопротивление странных металлов связано не только с температурой, но и с приложенным магнитным полем. Эта линейность магнитного поля ранее наблюдалась в некоторых купратах и пниктидах, и некоторые физики предполагали, что она также может быть связана с планковской диссипацией.
Магнитная система мощностью 100 тесла в Национальной лаборатории сильных магнитных полей в Тулузе, Франция. Кредит: Нанда Гонзаге.
Странные металлы или нефермиевские жидкости — это различные состояния вещества, которые наблюдались в различных квантовых материалах, включая купратные сверхпроводники. Эти состояния характеризуются необычными проводящими свойствами, такими как удельное сопротивление, которое линейно связано с температурой ( T -линейно).
В странной металлической фазе вещества электроны подвергаются так называемой «планковской диссипации» — высокой скорости рассеяния, линейно возрастающей с повышением температуры . Это T-линейное сильное рассеяние электронов является аномальным для металлов, которые обычно имеют квадратичную температурную зависимость (T 2 ), как и предсказывает стандартная теория металлов.
Исследователи из Université de Sherbrooke в Канаде, Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses во Франции и других институтов по всему миру недавно провели исследование, изучающее возможность того, что удельное сопротивление странных металлов связано не только с температурой, но и с приложенным магнитным полем. Эта линейность магнитного поля ранее наблюдалась в некоторых купратах и пниктидах, и некоторые физики предполагали, что она также может быть связана с планковской диссипацией.
Исследователи провели свои эксперименты на двух конкретных купратных странных металлах, а именно Nd 0,4 La 1,6- x Sr x CuO 4 и La 2- x Sr x CuO 4 . Их результаты, опубликованные в журнале Nature Physics , предполагают, что удельное сопротивление этих двух странных металлов во всех отношениях согласуется с предсказаниями стандартной больцмановской теории движения электронов в магнитном поле, не выделяя никаких аномалий, связанных с планковской диссипацией.
«Мы хотели исследовать зависимость скорости планковского рассеяния от поля в странной металлической фазе купратных сверхпроводников, в частности в NdLSCO, скорость рассеяния которой была ранее измерена с помощью экспериментов по магнитосопротивлению с угловой зависимостью (ADMR)», — Амирреза Атаеи, один из исследователей. Кто проводил исследование, рассказал Phys.org. «В этом материале из-за относительно низкой критической температуры Tc мы получили доступ к одному из самых больших измеренных диапазонов B - линейного удельного сопротивления и смогли воспроизвести магнитосопротивление в этом диапазоне магнитного поля, используя стандартную теорию Больцмана».
Держатель образца, который использовался для измерений сильного поля в Тулузе. Длина черного монокристаллического образца составляет менее 2 мм, контакты выполнены из серебряной эпоксидной смолы и 25-микрометровых проводов, образец установлен на сапфировой пластине. Авторы и права: Ataei M.Sc.
Ключевой целью недавней работы Атаеи и его коллег было определить, было ли магнитосопротивление в плоскости странной металлической фазы, а именно Nd 0,4 La 1,6- x Sr x CuO 4 и La 2- x Sr x CuO 4 аномальным в случаи, когда магнитное поле и электрический ток были параллельны. В конечном счете, собранные ими измерения показывают, что это не так.
«Мы ожидаем, что наши результаты окажут большое влияние на планковскую диссипацию — главную загадку физики конденсированного состояния, имеющую интригующие связи с физикой черных дыр », — пояснил Атаеи. «Мы показываем, что это загадочное явление нечувствительно к магнитному полю до 85 Тл, одному из самых высоких достижимых магнитных полей в мире».
Луи Тайлефер, Сирил Пруст и Сейед Амирреза Атаеи. Кредит: Мишель Карон – UdeS.
В целом, результаты, полученные этой группой исследователей, могут поставить под сомнение гипотезу о том, что линейная зависимость удельного сопротивления от магнитного поля, наблюдаемая в некоторых странных металлах, связана с планковской диссипацией. Напротив, их экспериментальные данные предполагают, что планковская диссипация аномальна только по своей температурной зависимости, в то время как ее полевая зависимость соответствует стандартным теоретическим предсказаниям.
«Теперь мы планируем расширить рамки этого исследования на различные квантовые материалы в странной металлической фазе или вблизи нее», — добавил Атаеи.
