Исследования в области конденсированной материи продолжают бросать вызов устоявшимся представлениям о том, как электричество протекает в металлах. Ученые из США изучили поведение так называемых «странных металлов» и пришли к выводу, что электроны в этих материалах ведут себя иначе, чем предполагалось ранее. Это открытие может привести к пересмотру основополагающих теорий, которые объясняют электрическую проводимость.

На протяжении последних шести десятилетий теория ферми-жидкости служила основой для понимания электропроводности в металлах. Согласно этой теории, электроны, несмотря на отталкивание друг от друга, перемещаются в группах, называемых квазичастицами, что позволяет им переносить электрический заряд. Однако новые данные о «странных металлах» ставят под сомнение эту парадигму.

Одной из ключевых особенностей странных металлов является их необычное поведение сопротивления: оно линейно изменяется с температурой при низких температурах, в отличие от квадратичного изменения, наблюдаемого в обычных металлах. Это аномальное поведение привлекло внимание исследователей, которые начали искать объяснения.

Для изучения этих явлений ученые применили метод измерения дробового шума, который фиксирует случайные колебания электрического тока. Этот подход позволяет выявить дискретную природу носителей заряда. Ученые сравнили этот процесс с падением капель дождя: они не падают одновременно, а поступают с определенным интервалом. В случае странного металла YbRh2Si2 дробовой шум оказался почти нулевым, что указывает на непрерывный поток, а не на движение отдельных зарядов.

Это наблюдение предполагает, что электроны в этих материалах теряют свою индивидуальность и образуют некий «квантовый суп». Эксперимент потребовал высокой точности, так как колебания атомной решетки могли затушить измерения дробового шума. Ученые изготовили нанопроволоки, которые позволили электронам проходить через них быстрее, чем могли помешать колебания решетки, что обеспечило четкое наблюдение.

Данные результаты могут иметь серьезные последствия для теории электрического транспорта. Эта работа ученых может запустить волну исследований, направленных на разработку новых теоретических основ для объяснения поведения странных металлов. Эти материалы, долгое время остававшиеся загадкой, теперь становятся объектом внимания, что может изменить наше понимание физики конденсированного состояния.