Дослідники розкрили таємницю квантового світу, що протягом багатьох років залишалася нерозв'язаною для фізиків.

Висновки цього дослідження сприятимуть створенню надпровідників, які можуть радикально трансформувати функціонування енергетичних систем та найпотужніших обчислювальних машин.

Ефект Кондо є одним із ключових явищ у сфері квантової фізики. Він ілюструє непересічну взаємодію, що виникає в металах, які містять магнітні атоми. При охолодженні метали демонструють покращену провідність електричного струму, але з додаванням магнітних атомів електричний опір, навпаки, починає зростати. Це явище відоме як ефект Кондо, і про нього накопичено значну кількість знань. Нещодавно фізики здійснили важливий крок, вперше точно оцінюючи цей ефект у реальному матеріалі, спираючись виключно на базові фізичні розрахунки. Раніше для дослідження ефекту Кондо вчені змушені були покладатися на експериментальні дані та спрощені моделі, які не завжди дозволяли точно прогнозувати властивості складних матеріалів. Новий підхід став справжнім проривом, здатним трансформувати наші технології. Результати цього дослідження були опубліковані у журналі Science, як повідомляє ScienceAlert.

Ефект Кондо спостерігається, коли електрони агрегуються навколо магнітних домішок у металі, що призводить до нейтралізації їхнього магнітного поля, а також створює перешкоди для протікання електричного струму.

Однак усвідомлення фізичних аспектів явища не є рівнозначним створенню точної моделі цього явища. Завдяки складним взаємодіям численних електронів, передбачити, при якій температурі відбудеться зміна електричного опору для різних сполук металів і їх магнітних добавок, вкрай складно.

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.

Дослідники зазначають, що даний підхід може бути застосований для аналізу складніших матеріалів, зокрема високотемпературних надпровідників і квантових магнетиків. Удосконалений метод прогнозування відкриє перед вченими можливість створення надпровідників, які можуть кардинально трансформувати функціонування енергетичних мереж і найпотужніших обчислювальних систем.

Результати цього дослідження відкривають для науковців нові можливості для вивчення складних аспектів квантової поведінки матеріалів, усуваючи потребу в попередньому зборі експериментальних даних у лабораторних умовах.

Інші наукові новини.

Американські дослідники виявили, наскільки близькими були німецькі фізики до розробки першої в історії ядерної зброї під час Другої світової війни.

З країв Чумацького Шляху надійшов незвичайний радіосигнал, який ніколи раніше не фіксували. Астрономи опинилися в замішанні через цей сигнал, що походить від поки що невідомого об'єкта.