Scienza

Scienziati trovano “uno strano metallo” che si comporta in modo anomalo

Gli scienziati hanno trovato un nuovo “metallo strano” che si comporta in modo anomalo.

Ma la scoperta potrebbe essere la chiave per trovare una spiegazione a un fenomeno che tormenta i ricercatori da decenni.

Infine, la risoluzione di questo problema potrebbe portare a una serie di scoperte, come reti elettriche senza perdite e computer quantistici. Sembra anche essere collegato ad alcune delle costanti fondamentali dell’universo, e quindi potrebbe aiutare a far luce su come funziona effettivamente il cosmo.

La maggior parte dei materiali, come rame e argento, si comporta in modi prevedibili e ben compresi e gli scienziati capiscono come cambia la loro conduttanza elettrica quando vengono riscaldati o raffreddati.

Ma recentemente gli scienziati si sono concentrati su un’altra classe di materiali, noti come metalli strani. Non sembrano comportarsi secondo le solite regole elettriche. Gli scienziati sono doppiamente incuriositi perché si pensa che offrano suggerimenti sul mondo quantistico, oltre a un modo per comprendere altri fenomeni che deve ancora essere completamente spiegato.

Ora gli scienziati hanno scoperto un altro strano comportamento del metallo e un altro mistero da risolvere. Nel materiale, la carica elettrica non è trasportata dagli elettroni, come al solito, ma dalle cosiddette coppie di Cooper che sono più simili alle onde.

Gli elettroni fanno parte di una classe di particelle chiamate fermioni e le coppie di Cooper sono bosoni che si comportano in modo molto diverso. Uno strano comportamento del metallo non è mai stato visto in un sistema con bosoni.

Ciò potrebbe finalmente aiutare a risolvere il mistero lungo decenni del perché questo strano comportamento del metallo si verifica effettivamente.

“Abbiamo questi due tipi fondamentalmente diversi di particelle i cui comportamenti convergono attorno a un mistero”, ha affermato Jim Valles, professore di fisica alla Brown e autore del nuovo studio. “Quello che dice è che qualsiasi teoria per spiegare il comportamento strano dei metalli non può essere specifica per nessuno dei due tipi di particella. Deve essere più fondamentale di così”.

La ricerca, ‘Signatures of a Strange Metal in a Bosonic System’, è pubblicata in Natura oggi.

Il comportamento strano dei metalli ha lasciato perplessi gli scienziati per 30 anni, da quando è stato scoperto che una classe di materiali chiamati cuprati non si comporta come gli altri metalli. Quando i metalli normali vengono riscaldati, la loro resistenza aumenta, fino a un certo punto in cui le alte temperature fanno sì che la resistenza diventi costante, ma nei curati ciò non accade e i metalli strani si rifiutano di obbedire alle regole previste.

I ricercatori non sanno perché ciò potrebbe accadere. Ma sanno che sembra essere collegato a due diverse costanti: una che si riferisce all’energia prodotta dal moto termico, e la costante di Planck, che si riferisce all’energia di una particella di luce.

“Per cercare di capire cosa sta succedendo in questi strani metalli, le persone hanno applicato approcci matematici simili a quelli usati per comprendere i buchi neri”, ha detto Valles. “Quindi c’è della fisica molto fondamentale che sta accadendo in questi materiali.”

Per capire meglio perché stava accadendo, gli scienziati hanno usato un materiale cuprato che aveva piccoli fori per produrre le coppie di Cooper. Lo hanno raffreddato e hanno osservato come cambia la sua conduttanza e hanno scoperto che si comportava come strani metalli fermionici.

Questo non spiega da dove provenga lo strano comportamento. Ma fornisce loro una nuova informazione per cercare di capirla meglio.

“È stata una sfida per i teorici trovare una spiegazione per ciò che vediamo nei metalli strani”, ha detto Valles. “Il nostro lavoro mostra che se intendi modellare il trasporto di carica in metalli strani, quel modello deve applicarsi sia ai fermioni che ai bosoni, anche se questi tipi di particelle seguono regole fondamentalmente diverse”.

Fonte: independent.co.uk

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