Определён верхний предел удельного сопротивления чистого металла
Группа исследователей из Университета Торонто, Высшей нормальной школы в Париже и Университета Лихай в Пенсильвании изучила ультрахолодные атомы калия, охлажденные почти до абсолютного нуля. Они обнаружили, что при увеличении скорости столкновений атомов результирующее сопротивление в конечном итоге перестает расти, что дает новое понимание причин удельного сопротивления на микроскопическом уровне. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.
В эксперименте использовалась оптическая решётка — сетку света, которая захватывает атомы и позволяет им вести себя как электроны в твердом теле, — чтобы смоделировать экстремальные условия, недостижимые для твердых тел. Тщательно контролируемая среда позволила изолировать роль столкновений.
Было замечено, что атомы, размер которых составляет всего несколько нанометров, сталкиваются друг с другом так, как если бы они были намного больше. Это квантовое увеличение эффективного размера атома делает столкновения в данном узле кристаллической решетки гораздо более вероятными, повышая сопротивление системы.
Обнаружено, что при очень сильном взаимодействии атомов удельное сопротивление, вызванное столкновениями, в конечном итоге перестает расти и насыщается. Это говорит о том, что увеличение удельного сопротивления за счет рассеяния электронов на электронах в металле также будет ограничено по аналогичным причинам.
Данные результаты дают четкое микроскопическое понимание того, как работает удельное сопротивление в металлах низкой плотности, и открывают двери для новых исследований сильно коррелированных атомных систем и квантовых материалов.
