Jim Valles, giáo sư vật lý tại Brown ở Mỹ đã tìm thấy kim loại kỳ lạ trong một vật liệu mà ở đó điện tích được truyền không phải bởi các electron - hạt điện tử, mà được truyền bởi thực thể giống sóng được gọi là cặp Cooper.
Trong tự nhiên, có hai loại hạt cơ bản: boson và fermion. Có thể hiểu cặp Cooper ở đây được xếp vào loại boson, còn các electron được xếp vào loại fermion. "Kim loại lạ" là một loại vật liệu liên quan đến chất siêu dẫn nhiệt độ cao và có chung các đặc tính lượng tử cơ bản với các lỗ đen. Những vật liệu này dường như không tuân theo các quy tắc điện truyền thống.
Đó cũng là lý do thu hút sự chú ý của các nhà khoa học trong những năm gần đây vì chúng có thể cung cấp những hiểu biết cơ bản về thế giới lượng tử, và có khả năng giúp tìm hiểu các hiện tượng kỳ lạ như hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao.
Phát hiện gần đây liên quan đến kim loại lạ này đã được công bố trên tạp chí Nature hôm thứ Tư (12/1) với tiêu đề "Dấu hiệu của một kim loại lạ trong hệ thống bosonic".
Chuyển động chưa từng có của kim loại kỳ lạ
Jim Valles, giáo sư vật lý tại Brown ở Mỹ và là tác giả của nghiên cứu mới, giải thích rằng chuyển động kỳ lạ của kim loại lần đầu tiên được phát hiện cách đây 30 năm trong một vật liệu gọi là cốc (cup). Các nhà khoa học cũng không thể chắc chắn về hành vi của những "kim loại lạ" này vì không có bằng chứng hỗ trợ lý thuyết về các quy tắc hoạt động.
Các vật liệu lạ này dường như không có đặc điểm giống với các kim loại khác khi nung ở nhiệt độ cao. Thông thường, độ bền của kim loại sẽ tăng dần và đạt ngưỡng không đổi. Tuy nhiên, "kim loại kỳ lạ" này không tuân theo quy luật đó và các nhà khoa học đang cố gắng tìm hiểu lý do tại sao.
Để hiểu rõ hơn về "kim loại lạ" này, các nhà khoa học đã sử dụng một số phương pháp để quan sát, tuy nhiên kết quả không nói lên được nhiều điều.
-
- Những vật liệu này dường như không tuân theo các quy tắc điện truyền thống. (Ảnh minh họa: Pixabay)
Trước đó, vào năm 2019, Valles và các đồng nghiệp của ông đã chỉ ra rằng các boson cặp Cooper có thể tạo ra kim loại, có nghĩa là chúng có thể dẫn điện với một số lượng điện trở. Điều này được coi là một khám phá đáng ngạc nhiên vì các yếu tố của lý thuyết lượng tử cho rằng hiện tượng này không thể xảy ra. Đối với nghiên cứu mới nhất này, nhóm nghiên cứu muốn xem liệu vật liệu tổng hợp Bosonic Cooper có phải là kim loại lạ hay không.
Các nhà nghiên cứu cho biết, khám phá này sẽ cung cấp cho các nhà lý thuyết điều gì đó mới mẻ để xem xét khi họ cố gắng tìm hiểu hành vi kỳ lạ của kim loại.
Valles nói: “Đó là một thách thức đối với các nhà lý thuyết khi đưa ra lời giải thích cho những gì chúng ta thấy trong các kim loại kỳ lạ”.
Theo quan điểm của Valles, hành vi kim loại kỳ lạ có thể nắm giữ chìa khóa để hiểu về hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao, vốn có tiềm năng rất lớn đối với những thứ như lưới điện không tổn hao và máy tính lượng tử. Đó là lý do khiến các nhà khoa học đua nhau tìm hiểu và khám phá.
Ngọc Mai
