在奇異金屬中具有普朗克散射的電子遵循磁體中軌道運動的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則

奇怪的金屬或非費米液體是在不同量子材料(包括銅酸鹽超導(dǎo)體)中觀察到的不同物質(zhì)狀態(tài)。這些狀態(tài)的特征在于不尋常的導(dǎo)電特性，例如與溫度線性相關(guān)的電阻率(T線性)。

在物質(zhì)的奇異金屬相中，電子經(jīng)歷所謂的“普朗克耗散”，即隨著溫度升高線性增加的高散射率。這種T線性強電子散射對于金屬來說是反常的，它通常呈現(xiàn)二次溫度依賴性(T2)，正如金屬標(biāo)準(zhǔn)理論所預(yù)測的那樣。

加拿大舍布魯克大學(xué)、法國國家香榭麗舍實驗室和世界其他研究所的研究人員最近開展了一項研究，探索奇異金屬的電阻率不僅與溫度有關(guān)，還與外加磁場有關(guān)。.這種磁場線性以前曾在一些銅酸鹽和銅酸鹽中觀察到，一些物理學(xué)家認為它也可能與普朗克耗散有關(guān)。

研究人員對兩種特定的銅酸鹽奇異金屬進行了實驗，即Nd0.4La1.6-xSrxCuO4和La2-xSrxCuO4。他們的研究結(jié)果發(fā)表在《自然物理學(xué)》雜志上，表明這兩種奇怪金屬的電阻率在所有方面都與標(biāo)準(zhǔn)玻爾茲曼磁場中電子運動理論的預(yù)測一致，強調(diào)沒有與普朗克耗散相關(guān)的異常。

“我們想研究普朗克散射率在銅酸鹽超導(dǎo)體的奇異金屬相中的場依賴性，特別是在NdLSCO中，它的散射率以前是用角度相關(guān)磁阻(ADMR)實驗測量的，”研究人員之一AmirrezaAtaei誰進行了這項研究，告訴Phys.org。“在這種材料中，由于臨界溫度Tc相對較低，我們可以獲得B線性電阻率的最大測量范圍之一，并且能夠使用標(biāo)準(zhǔn)玻爾茲曼理論在該磁場范圍內(nèi)重現(xiàn)磁阻。”

Ataei和他的同事最近工作的一個關(guān)鍵目標(biāo)是確定Nd0.4La1.6-xSrxCuO4和La2-xSrxCuO4的奇異金屬相中的面內(nèi)磁阻是否異常磁場和電流平行的情況。最終，他們收集的測量結(jié)果表明事實并非如此。

“我們預(yù)計我們的發(fā)現(xiàn)將對普朗克耗散領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響，這是凝聚態(tài)物理學(xué)中的一個重大謎團，與黑洞物理學(xué)有著有趣的聯(lián)系，”Ataei解釋說。“我們表明，這種神秘現(xiàn)象對高達85T的磁場不敏感，這是世界上可實現(xiàn)的最高磁場之一。”

總體而言，這組研究人員收集的結(jié)果似乎挑戰(zhàn)了在某些奇怪金屬中觀察到的電阻率對磁場的線性依賴性與普朗克耗散有關(guān)的假設(shè)。相比之下，他們的實驗數(shù)據(jù)表明，普朗克耗散僅在其溫度依賴性方面存在異常，而其場依賴性與標(biāo)準(zhǔn)理論預(yù)測一致。

“我們現(xiàn)在計劃將這項研究的范圍擴展到奇異金屬相或其附近的不同量子材料，”Ataei補充道。

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