Boston College‘den bir grup deneysel fizikçi, elektronların akışkan gibi özelliğe sahip olduğu bir metal türü keşfetti. Metallerde, elektronların normal olarak hareketlerinde dağınık olmaları beklenir. Yeni çalışmada ekip, elektronların fonon yarı parçacıklarla etkileşime girerek sıvı gibi davrandığını buldu.
Bu, elektronların hareketlerinde dağınık (parçacık benzeri) davranıştan hidrodinamik (sıvı benzeri) davranışa geçmesine neden oluyor. Araştırmacılara göre, bu davranışa neden olan metal süper iletken, ditetrelid (NbGe2) adı verilen niyobyum ve germanyumun bireşimi. Potansiyel olarak, yeni bir elektronik cihaz geliştirilmesine de yol açabilir.
Yeşil gezegen için büyük adım: İlk kez karbonsuz çelik üretildi
Akışkan özellikli metal çalışması ilgi çekiyor
Fizikçi Fazel Tafti, “‘Elektron-fonon sıvısı‘ ile ilgili yakın zamanda yapılan bir tahmini test etmek istedik. Yeni bir teori, elektronların fononlarla güçlü bir şekilde etkileşime girdiğinde, birleşik bir elektron-fonon sıvısı oluşturacaklarını göstermekte. Bu yeni sıvı, metalin içinde suyun bir boruda akması gibi akacaktır.” dedi.
Üç deneysel yöntem, elektron-foton sıvısı hipotezini doğruladı. Birincisi, elektronlarının normalde beklenenden daha yüksek bir kütleye sahip olduğunu gösteren metaldeki elektrik direncinin ölçümüydü. İkincisi, Raman saçılması lazer analizi, olağandışı elektron akışı nedeniyle NbGe2’nin titreşiminin değiştiğini gösterdi. Son olarak, X-ışını kırınım teknikleri metalin kristal yapısını ortaya çıkardı.
Elektronların kütlesi olması gerekenden üç kat daha büyüktü. Tafti, “Çok şaşırtıcı bulgular elde ettik. Çünkü görünüşte basit bir metalde bu kadar ‘ağır elektronlar‘ beklemiyorduk.” şeklinde konuştu.
Geleceğin elektronik cihazları ve iletişim sistemleri için etkisi henüz bilinmiyor olsa da şu anda elektron-fonon sıvıları yaklaşımına ilgi oldukça yoğun. Araştırmacılar, NbGe2 ile aynı şekilde davranan diğer materyalleri bulmak ve elektronların sıvı akışını kontrol etmek için çalışacak. Ekip, çalışmayı Nature Communications‘de yayımladı.
Bu elde edilen metal, kabloya dönüştürüldüğünde elektro mıknatıs manyetizması yüksek çıkarsa yeni fikirler oluşmasını sağlayabilir. Süper iletken mıknatıslara alternatif daha hafif elektro mıknatıslar insanoğlunun geleceğine etki edecek bir teknoloji olacaktır.