โดย เจสซี่ Emspak เผยแพร่ 14 พฤษภาคม 2014 นักฟิสิกส์สงสัยมานานแล้วว่าเหตุใดบางครั้งอิเล็กตรอนจึงเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระเนื่องจากวัสดุตัวนํายิ่งยวดเย็นและบางครั้งจะติดขัดการไหลของไฟฟ้า บุคลิกที่แตกแยกของอิเล็กตรอนอาจเป็นคําตอบ (อิเล็กตรอน – อนุภาคที่มีประจุลบรอบอะตอม – ได้แยก “บุคลิก” และ
ทําหน้าที่ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งขึ้นอยู่กับจํานวนของพวกเขาอยู่รอบ ๆ การวิจัยใหม่แนะนํา
การค้นพบนี้สามารถช่วยไขปริศนาที่มีมายาวนานเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าในตัวนํายิ่งยวดซึ่งบรรทุกกระแสดังกล่าวโดยไม่มีการสูญเสียพลังงาน นักฟิสิกส์สงสัยมานานแล้วว่าเหตุใดบางครั้งอิเล็กตรอนจึงเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระเนื่องจากวัสดุตัวนํายิ่งยวดเย็นและบางครั้งจะติดขัดการไหลของไฟฟ้า
นักวิจัยมุ่งเน้นไปที่สิ่งที่เรียกว่าตัวนํายิ่งยวดอุณหภูมิสูงหรือวัสดุเหล่านั้นที่นําไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูงกว่า supercold หรือศูนย์สัมบูรณ์ (ลบ 459.67 องศาฟาเรนไฮต์หรือลบ 273.15 องศาเซลเซียส) พวกเขาใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเพื่อตรวจสอบตัวนํายิ่งยวดอุณหภูมิสูงหนึ่งชั้นตามอัตราคิวเรตหรือสารประกอบทองแดงและออกซิเจน Cuprates มักจะเป็นฉนวน (หมายความว่าพวกเขาไม่ได้นําไฟฟ้า) แต่เมื่อเย็นถึงประมาณ 160 องศาเคลวิน (ลบ 171 องศา F หรือลบ 113 องศาเซลเซียส) และผสมกับออกซิเจนจํานวนอะตอมไม่กี่อะตอมที่กระจัดกระจายอยู่ในโมเลกุลหลายคิวเรตพวกมันจะกลายเป็นตัวนํายิ่งยวดทีมจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติบรูคเฮเวนพบ [นอกเหนือจากทองแดง: องค์ประกอบทางเคมี 8 อย่างที่คุณไม่เคยได้ยินมาก่อน]
นักวิจัยพบว่าการเติมยาสลบ cuprates ด้วยออกซิเจนในขั้นต้นทําให้อิเล็กตรอนบางตัวแข็งตัวเข้าที่ ซึ่งเป็นภาวะที่เรียกว่า “ลายเส้น” แถบรบกวนตัวนํายิ่งยวดเพราะอิเล็กตรอนที่ติดอยู่อนุญาตให้อิสระเคลื่อนที่ไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งเท่านั้น
การเพิ่มออกซิเจนให้เพียงพอลงใน cuprates ดูเหมือนจะสร้างความแตกต่างอย่างมากเนื่องจาก cuprates ทําหน้าที่เป็นเซมิคอนดักเตอร์อีกครั้งนักวิจัยการศึกษา J.C. Séamus Davis นักฟิสิกส์อาวุโสที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Brookhaven ในเมืองอัพตันนิวยอร์กและผู้อํานวยการศูนย์ตัวนํายิ่งยวดที่เกิดขึ้นใหม่ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯกล่าว
เหตุผลที่ดูเหมือนว่าจะทํางานนี้เกี่ยวข้องกับสาเหตุที่ตัวนํายิ่งยวดเกิดขึ้น โดยปกติแล้วโลหะจะนําไฟฟ้า
เนื่องจากอะตอมมีเปลือกอิเล็กตรอนด้านนอกที่ไม่สมบูรณ์ ตัวอย่างเช่นทองแดงมีอิเล็กตรอนตัวเดียวในเปลือกนอกแม้ว่าเปลือกนั้นจะมีพื้นที่เพียงพอสําหรับอิเล็กตรอนแปดตัวก็ตาม พื้นที่พิเศษนั้นช่วยให้อิเล็กตรอนทําหน้าที่ราวกับว่าพวกมันอยู่ในทะเลที่ลอยอย่างอิสระ การติดแบตเตอรี่จะกําหนดสนามไฟฟ้าบนอิเล็กตรอนซึ่งทั้งหมดจะถูกดึงดูดไปยังด้านบวกของสนาม แบตเตอรี่ยังจ่ายอิเล็กตรอนมากขึ้น, ซึ่งเคลื่อนที่เหมือนเส้นคองก้าตามแนวเส้นลวด. มีความต้านทานแต่เพราะอิเล็กตรอนยังเด้งไปรอบ ๆ แบบสุ่ม
หากโลหะเย็นลงเพียงพออิเล็กตรอนจะก่อตัวเป็นคู่ที่เรียกว่าคูเปอร์ อิเล็กตรอนมีประจุลบดังนั้นพวกเขาจึงดึงดูดอนุภาคที่มีประจุบวกหรือไอออนในโลหะโดยทิ้งประจุบวกที่หนาแน่นกว่าเล็กน้อยเมื่อเคลื่อนที่ ประจุบวกนั้นดึงดูดอิเล็กตรอนอิสระอื่น ๆ ส่งผลให้คู่ที่ถูกผูกไว้อย่างอ่อน – อันหนึ่งอยู่ด้านหลังอีกอันหนึ่ง
กฎกลควอนตัมช่วยให้พวกเขาแล่นผ่านทองแดงได้โดยไม่มีการรบกวน แต่มันไม่ทํางานเมื่ออุณหภูมิสูงเกินไปเพราะคู่จะแตกตัวเมื่ออิเล็กตรอนถูกกระแทกไปรอบ ๆ [ฟิสิกส์แปลกประหลาด: อนุภาคเล็ก ๆ ที่เจ๋งที่สุดในธรรมชาติ]
กระบวนการที่เรียกว่ายาสลบซึ่งสารเคมีถูกนําไปใช้กับโลหะหรือสารอื่น ๆ – เพิ่ม “รู” หรือช่องว่างของประจุบวกที่อิเล็กตรอนขาดลงในวัสดุ ผลที่ได้คืออิเล็กตรอนใน cuprates มีพื้นที่มากขึ้นในการเคลื่อนที่และนั่นคือเหตุผลที่ที่อุณหภูมิเย็นอิเล็กตรอนที่ติดอยู่หรือ “ลายเส้น” จะหายไปการทําตัวนํายิ่งยวดแม้ว่าปรากฏการณ์นี้อาจฟังดูลึกลับ แต่ก็เป็นขั้นตอนสําคัญในการทําความเข้าใจวิธีการทําวัสดุตัวนํายิ่งยวด เด
วิสกล่าว “มีคําอธิบายที่แข่งขันกันหลายสิบข้อ ผลการทดลองของเราแสดงให้เห็นว่ามันเป็นคําอธิบายง่ายๆ” เดวิสกล่าวยังมีงานอีกมากที่ต้องทําในการเพิ่มอุณหภูมิตัวนํายิ่งยวด การทดลองของทีม Brookhaven ทําได้ที่ 4 องศาเคลวินหรือประมาณลบ 450 องศา F (ลบ 268 องศาเซลเซียส) ซึ่งต่ํากว่าขีด จํากัด ทางทฤษฎี การทดลองเพิ่มเติมจะต้องทํากับ cuprates เจือที่อุณหภูมิสูงขึ้น ที่กล่าวว่าเดวิสตั้งข้อสังเกตว่าหากตัวนํายิ่งยวดสามารถทํางานที่อุณหภูมิของไนโตรเจนเหลวซึ่งต่างจากฮีเลียมเหลวซึ่งจะช่วยลดต้นทุนได้มาก
Credit : pittsburghentertainment.net planettw.com pornterest.net power-enlarge.com powerslide-croatia.com power-webserver.com preservingthesaltiness.com reklamnimaterijal.info rompingrattiesrattery.com rupertrampage.com
