Вчені розгадали квантову загадку, яка десятиліттями ставила фізиків у глухий кут

Ефект Кондо — це одне з найважливіших явищ у квантовій фізиці. Він описує незвичайну взаємодію, яка виникає, коли в металі є магнітні атоми. Під час охолодження метали починають краще проводити електричний струм. Якщо додати до металу магнітні атоми, то електричний опір починає зростати. Це й є ефект Кондо, і про нього вже багато відомо. Але тепер фізики вперше змогли точно оцінити цей ефект у реальному матеріалі, спираючись виключно на фундаментальні фізичні розрахунки. Раніше для вивчення ефекту Кондо доводилося покладатися на реальні експерименти та спрощені моделі, які не дозволяли точно передбачати властивості складних матеріалів, як це робить новий метод. Тепер вчені здійснили справжній прорив, який може змінити наші технології. Результати дослідження опубліковано в журналі Science, пише ScienceAlert.

Ефект Кондо виникає, коли електрони скупчуються навколо магнітних домішок у металі, нейтралізуючи їхній магнетизм і водночас перешкоджаючи проходженню електричного струму.

Але розуміти фізичну природу явища — це не те саме, що й можливість побудувати точну модель цього явища. Через складність взаємодії безлічі електронів дуже важко передбачити, за якої температури відбудеться зміна електричного опору для різних поєднань металів та магнітних домішок у них.

Фізики застосували хімічні методи для створення моделі окремого магнітного атома у вигляді своєрідної складної молекули. Потім вони застосували фундаментальні закони квантової фізики до цієї моделі магнітного атома. Після цього вчені порівняли результати моделювання з лабораторними експериментами, що описують ефект Кондо, і підтвердили високу точність свого методу прогнозування.

Вчені стверджують, що цей метод можна використовувати для вивчення більш складних матеріалів, таких як високотемпературні надпровідники та квантові магніти.Більш досконалий метод прогнозування дозволить вченим розробити надпровідники, здатні радикально змінити роботу енергомереж та найпотужніших комп’ютерів.

Результати дослідження надають вченим інструмент для вивчення складної квантової поведінки матеріалів без необхідності попереднього отримання експериментальних даних у лабораторії.

Інші новини науки

• Американські вчені з’ясували, наскільки близько насправді підійшли до створення першої у світі ядерної зброї фізики з Німеччини під час Другої світової війни.
• З краю Чумацького Шляху надійшов дивний радіосигнал: нічого подібного раніше не бачили. Астрономів поставив у глухий кут радіосигнал, який випромінює поки що невідомий об’єкт.