markdown formatidagi blog kontenti
Qani, buni men bilan tasavvur qiling.
Sizda shunday material borki, u o‘ta o‘tkazuvchan holatga kelguncha sovutilgan — ya’ni elektr toki undan xuddi quvurdagi suvdek, deyarli nolga teng qarshilik bilan o‘tadi. U o‘z vazifasini mukammal bajarmoqda, lekin siz uni birozgina isitib yuborsangiz, o‘ta o‘tkazuvchanlik yo‘qoladi.
Lekin mana shu yerda ish qiziq bo‘lib qoladi.
Illinoys universitetidagi olimlar materialda nimadir qolganiga dalil topdilar. Nimadir iz kiti. Bu o‘ta o‘tkazuvchanlikning o‘zi emas, balki uni "arvohsimon barmoq izi" deb atash mumkin bo‘lgan narsa.
Ular buni juftlik zichligi to‘lqini (pair density wave) deb atashadi — va yo‘q, bu sörfing terminlari bilan bog‘liq emas.
Bu yerda aslida nima sodir bo‘lmoqda?
Keling, buni imkon qadar sodda tushuntirib beraman.
Oddiy o‘ta o‘tkazuvchan materiallarda elektronlar bir-biri bilan "yaqinlashib", juftlik hosil qiladi. Bu juftliklar Kuper juftliklari (fizik Leon Kuper nomi bilan) deb ataladi. Ushbu juftliklar barchasi bir xil kvant holatiga jamlanganda, biz "o‘ta o‘tkazuvchanlik" deb ataydigan o‘sha sehrli nolga teng qarshilikli oqim hosil bo‘ladi.
Odatda, bu juftliklar material bo‘ylab bir tekis taqsimlanadi. Buni elektron juftliklarining bir tekis tarqalgan tumanidek tasavvur qiling, ular hammasi birgalikda mamnuniyat bilan o‘z ishini bajaradi.
Ammo ma'lum bir "an'anaviy bo'lmagan" o‘ta o‘tkazuvchan materiallarda — uran ditellurid bularning birinchisi — g'alatiroq narsa sodir bo'ladi. Kuper juftliklari ma'lum bir qolip (pattern) shaklida joylashishni boshlaydi. Xuddi hovuzdagi to‘lqinlar kabi, lekin ular elektronlardan iborat. Mana shu — juftlik zichligi to‘lqini.
Eng hayratlanarli jihati shundaki: tadqiqotchilar ushbu qoliplar material o‘ta o‘tkazuvchanlikni yo‘qotganidan keyin ham saqlanib qolganini aniqladilar.
Cheshir mushuklari analogiyasi
Fizik Eduardo Fradkin buni "o‘ta o‘tkazuvchanlikning Cheshir mushugi tabassumi" deb ta'riflaydi. "Alisa sehrli o‘lkanda" filmini eslang: mushuk yo‘qoladi, lekin uning tabassumi daraxtlar orasida suzib yurgan bo‘lib qoladi.
Aynan mana shu narsa sodir bo‘lmoqda.
Siz materialni kritik haroratdan yuqori darajaga isitganingizda o‘ta o‘tkizuvchanlik yo‘qoladi, ammo elektron juftliklarining qoliplari darhol g'oyib bo'lmaydi. Ular xuddi aks-sado kabi biroz vaqt davomida qoladi.
"An'anaviy o'ta o'tkazuvchanlar uchun Kuper juftliklari to'liq fazaviy o'tish sodir bo'lganda hosil bo'ladi," deb tushuntirdi Fradkin. "Lekin ushbu tizimda, fazaviy o'tish nuqtasidan yuqori bo'lgan PDW'larda ularni kuzatish shuni ko'rsatadiki, ular boshqacha holatda, o'tishdan avin hosil bo'lgan."
Bu aslida taxminan 20 yil avval bashorat qilingan edi, ammo hozirgacha hech kimda unga isbotlovchi eksperimental dalil bo'lmagan. Burilish nuqtasi uran ditelluridining yuqori sifatli namunalarini o'stirish orqali keldi, bu esa tadqiqotchilarga nazariyada aytilganidek spektral belgilarini ko'rish imkonini berdi.
Nima uchun bu sizni qiziqtirishi kerak?
Adolatli savol. Ko'chimizning aksariyati fiziklar emas va biz seshanba kunlarini elektron juftlash mexizmlari haqida o'ylash bilan o'tkazmaymiz.
Lekin masala shundaki: o'ta o'tkazuvchanlik — biz biladigan eng amaliy ahamiyatga ega kvant hodisalaridan biridir. MRT apparatlari, zarrachalar tezlatgichi, kvant kompyuterlari — bularning barchasi elektronlarning past haroratda qanday o'zini tutishi haqidagi bilimimizga bog'liq.
An'anaviy bo'lmagan o'ta o'tkazuvchan materiallar haqida qanchalik ko'p bilsak, yuqori haroratda o'ta o'tkazuvchan materiallarni kashf etish yoki yaratishga shunchalik yaqin bo'lamiz. (Hozirgi o'ta o'tkazuvchanlar uchun ekstremal sovutish kerak, bu esa ko'plab sohalar uchun qimmat va amaliy jihatdan noqulay.)
Bundan tashqari, samimiy aytganda? Koinot juda qiziqarli. Moddaning fazasi o'zining arvohi kabi o'zini tutadigan narsaning dalilini topish — bu biz hali qanchalik ko'p narsani bilmasligimizni eslatib turadigan kabi kashfiyotdir.
Tadqiqotchilar ushbu doimiy qoliplar ham haroratga, ham magnit maydonlariga aynan nazariyada aytilganidek ta'sir qilishini ham ko'rsatdilar. Bu juda muhim, chunki juftlik zichligi to'lqinlarini aniqlash juda qiyin. Ular ba'zi eksperimentlarda o'ta o'tkazuvchanlikdek, boshqalarida esa butunlay boshqa narsadek ko'rinishi mumkin.
Ushbu yangi dalil ilmdagi tasdiqlashga eng yaqin nuqtadir.
Xulosa
Endi bizda Kuper juftliklari o'ta o'tkazuvchanlik to'liq shakllanishidan avin qoliplar hosil qilishi va o'ta o'tkazuvchanlikning o'zi yo'qolgandan keyin ham ushbu qoliplar saqlanib qolishi haqida bevosita dalillar bor.
Bu unchalik sehr emas. Lekin fizikaga eng yaqin narsa shu.