По квантовой физике (именно она не коллапсирует), частицы не закреплены в пространстве и скорее похожи на волны, и значит их нельзя определить по координатам. Но всегда есть классические костыли, такие как: "Ну это просто очень мелкий объект с определённой скоростью в определённом пространстве".
Электричество (и электроны) в металле ([https://vk.com/wall-148981725_17513|нерасплавленном]) так и описывают: электрический ток есть движение электронов через материал под действием [https://vk.com/wall-148981725_17510|электромагнитных сил], толкаемых или перенаправляемых.
Многие современные теории также опираются на модель частиц, в том числе и теория топологических фаз материи (особый класс квантовых состояний, которые стабильны, т.е. НЕ [https://vk.com/wall-148981725_17537|температура] или [https://vk.com/wall-148981725_17539|давление], а какие-нибудь: энергия частиц, скорость, даже [https://vk.com/wall-148981725_15310|ориентация спина] к движению), за которую трое учёных получили Нобелевку аж в недавнем 2016ом, всего лишь почти 10 лет назад уже.
Но при этом тут также используется и математическая топология - это когда батон хлеба равен яблоку. И у первого, и у второго можно поменять форму (не разрывая её никоим образом, только деформируя), и получить обратное. Какой-нибудь бублик не сработает, потому что у бублика есть дырка. Также и мелкие дефекты в указанных выше свойствах не сделают из яблока бублик.
В этой идее/теории также предполагается, что электроны = частицы с определённым движением. Это очень устойчивая модель, ведь работает даже в системах (с некоторыми костылями поверх костылей), где электроны находятся в [https://vk.com/wall-148981725_17378|сильном взаимодействии].
Но что если это не так? (Музыка из [https://vk.com/wall-148981725_16105|VSauce]. Не забудьте [https://vk.com/wall-148981725_16105?reply=16495&thread=16110|выключить] в голове)
В некоторых случаях электроны не желают оставаться частицами или сохранять привычную скорость.
И когда такие моменты происходят, [https://vk.com/wall-148981725_15811|электроны] теряют природу частицы. Как пример: CeRu4Sn6, соединение из Церия, Рутения и Олова во время изучения оного при [https://vk.com/wall-148981725_14845|очень низких температурах].
- Вблизи абсолютного нуля оно демонстрирует особый тип квантово-критического поведения, - сообщает Диана Киршбаум. - Материал колеблется между двумя различными состояниями, как будто не может решить, какое из них принять. В этом флуктуационном режиме квазичастичная картина, как считается, теряет свой смысл.
Но! Ученые из того же Венского технического университета продемонстрировали, что даже когда модель частиц не работает, материалы все еще могут проявлять топологические свойства (т.е. стабильные, не делающие из батона сушку). До сих пор считалось, что эти свойства зависят от поведения, подобного поведению частиц.
А это значит, что они (свойства) не зависят от поведения электронов и не ограничиваются системами с электронами-частицами. И такой вывод приводит нас к тому, что можно начать объединять идеи, которые ранее казались несовместимыми (к примеру пицца и ананасы).
Далее я просто приведу речь Дианы Киршбаум, без уточнений:
- Но таких чётко определённых скоростей и энергий, по-видимому, не существует в нашем материале, поскольку он демонстрирует форму квантово-критического поведения, которая считается несовместимой с корпускулярной моделью. Тем не менее, простые теоретические подходы, игнорирующие эти нечастичноподобные свойства, ранее предсказывали, что материал должен проявлять топологические характеристики.
Это и создало загадочное противоречие между теорией и физическим поведением электронов в CeRu4Sn6. Из-за него же команда неохотно развивала теорию. Но потом любопытство учёного склада ума взяло вверх и пошли "Э-э-э-эксперименты!" от Дианы:
При температурах менее одного градуса выше
[https://vk.com/wall-148981725_14303|абсолютного нуля] (−273,15 °C, т.е. +-1°C) она наблюдала четкий сигнал. Материал демонстрировал спонтанный (аномальный) [https://vk.com/wall-148981725_14959|эффект Холла] - явление, обычно вызываемое отклонением носителей заряда магнитным полем.
Сам же эффект Холла - это появление разности потенциалов (напряжения Холла) на краях проводника с током, помещенного в поперечное (под 90° к направлению распространения магнитной волны) магнитное поле, из-за чего происходит их накопление на одной стороне и созданию перпендикулярного поля (90° к определённому направлению чего-либо).
Но в данном случае отклонение происходило без внешнего магнитного поля вовсе! Точнее, оно возникало, но из-за топологических свойств материала CeRu4Sn6. Причём электроны вели себя как частицы, хотя уже не должны были.
Наиболее мощный топологический эффект был сильнее ближе к наибольшим [https://vk.com/wall-148981725_14802|флуктуациям]. Причём если давление или магнитное поле подавляет эти случайные отклонения, то и топологические фазы исчезают.
Это состояние, эту фазу прозвали как внезапный (возникающий) топологический полуметалл.
#Cirno #Science #Physics@cirno_nb
Мы в VK: https://vk.com/cirno_nb
