Elektronen mit Planckscher Streuung in fremden Metallen folgen den Standardregeln der Orbitalbewegung in einem Magneten

Seltsame Metalle oder Nicht-Fermi-Flüssigkeiten sind unterschiedliche Materiezustände, die in verschiedenen Quantenmaterialien, einschließlich Cuprat-Supraleitern, beobachtet wurden. Diese Zustände sind durch ungewöhnliche Leitfähigkeitseigenschaften gekennzeichnet, wie z. B. einen Widerstand, der linear mit der Temperatur verbunden ist (T-linear).

In der fremden Metallphase der Materie unterliegen Elektronen der sogenannten „Planckschen Dissipation“, einer hohen Streurate, die mit steigender Temperatur linear zunimmt. Diese T-lineare, starke Elektronenstreuung ist anomal für Metalle, die typischerweise eine quadratische Temperaturabhängigkeit (T2) aufweisen, wie von der Standardtheorie von Metallen vorhergesagt.

Forscher der Université de Sherbrooke in Kanada, des Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses in Frankreich und anderer Institute weltweit haben kürzlich eine Studie durchgeführt, in der die Möglichkeit untersucht wurde, dass der spezifische Widerstand fremder Metalle nicht nur mit der Temperatur, sondern auch mit einem angelegten Magnetfeld zusammenhängt . Diese Magnetfeldlinearität war zuvor bei einigen Cupraten und Pniktiden beobachtet worden, wobei einige Physiker vorschlugen, dass sie auch mit der Planckschen Dissipation zusammenhängen könnte.

Die Forscher führten ihre Experimente an zwei speziellen Kuprat-Fremdmetallen durch, nämlich Nd0.4La1.6−xSrxCuO4 und La2−xSrxCuO4. Ihre Ergebnisse, veröffentlicht in Naturphysiklegen nahe, dass der spezifische Widerstand dieser beiden seltsamen Metalle in jeder Hinsicht mit den Vorhersagen der Standard-Boltzmann-Theorie der Elektronenbewegung in einem Magnetfeld übereinstimmt, und heben keine Anomalie hervor, die mit der Planckschen Dissipation verbunden ist.

„Wir wollten die Feldabhängigkeit der Planckschen Streurate in der seltsamen Metallphase von Cuprat-Supraleitern untersuchen, insbesondere in NdLSCO, deren Streurate zuvor mit ADMR-Experimenten (Angle Dependence Magnetoresistance) gemessen wurde“, sagt Amirreza Ataei, einer der Forscher der die Studie durchführte, gegenüber Phys.org. „Bei diesem Material hatten wir aufgrund einer relativ niedrigen kritischen Temperatur Tc Zugang zu einem der größten gemessenen Bereiche von B-linearer Widerstand und waren in der Lage, den Magnetowiderstand über diesen Magnetfeldbereich unter Verwendung der Standard-Boltzmann-Theorie zu reproduzieren.

Ein Hauptziel der jüngsten Arbeit von Ataei und seinen Kollegen war es, zu bestimmen, ob der Magnetowiderstand in der Ebene in der seltsamen Metallphase von nämlich Nd0.4La1.6−xSrxCuO4 und La2−xSrxCuO4 war in Fällen, in denen das Magnetfeld und der elektrische Strom parallel waren, anomal. Letztendlich deuten die von ihnen gesammelten Messungen darauf hin, dass dies nicht der Fall war.

„Wir gehen davon aus, dass unsere Ergebnisse große Auswirkungen haben werden das Feld von Plancksche Dissipationein großes Rätsel in der Physik der kondensierten Materie mit faszinierende Verbindungen zur Physik der Schwarzen Löcher“, erklärte Ataei. „Wir zeigen, dass dieses rätselhafte Phänomen unempfindlich gegenüber Magnetfeldern von bis zu 85 T ist, einem der höchsten erreichbaren Magnetfelder der Welt.“

Insgesamt scheinen die von diesem Forscherteam gesammelten Ergebnisse die Hypothese in Frage zu stellen, dass die lineare Abhängigkeit des spezifischen Widerstands von einem Magnetfeld, die bei einigen seltsamen Metallen beobachtet wird, mit der Planckschen Dissipation zusammenhängt. Im Gegensatz dazu deuten ihre experimentellen Daten darauf hin, dass die Plancksche Dissipation nur in ihrer Temperaturabhängigkeit anomal ist, während ihre Feldabhängigkeit mit theoretischen Standardvorhersagen übereinstimmt.

„Wir planen nun, den Umfang dieser Forschung auf verschiedene Quantenmaterialien in der fremden Metallphase oder in ihrer Nähe auszudehnen“, fügte Ataei hinzu.

© 2022 Science X Netzwerk