Vreemde metalen vormen interessante bedgenoten voor een fenomeen dat bekend staat als supergeleiding bij hoge temperaturen. waardoor materialen zonder verlies elektriciteit kunnen transporteren.

Beide zijn regelbrekers. Vreemde metalen gedragen zich niet als gewone metalen, waarvan de elektronen onafhankelijk werken; in plaats daarvan gedragen hun elektronen zich op een ongebruikelijke collectieve manier. Voor hun deel, hoge temperatuur supergeleiders werken bij veel hogere temperaturen dan conventionele supergeleiders; hoe ze dit doen is nog onbekend.

In veel hoge-temperatuur supergeleiders, het veranderen van de temperatuur of het aantal vrij stromende elektronen in het materiaal kan het van een supergeleidende toestand naar een vreemde metaaltoestand omdraaien of omgekeerd.

Wetenschappers proberen uit te vinden hoe deze toestanden met elkaar samenhangen, onderdeel van een 30-jarige zoektocht om te begrijpen hoe hoge-temperatuur-supergeleiders werken, zodat ze kunnen worden ontwikkeld voor een groot aantal potentiële toepassingen, van magneetzweeftreinen tot perfect efficiënte hoogspanningslijnen.

In een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Wetenschap , theoretici van het Stanford Institute for Materials and Energy Sciences (SIMES) van het SLAC National Accelerator Laboratory van het Department of Energy melden dat ze vreemde metaalachtigheid hebben waargenomen in het Hubbard-model. Dit is een al lang bestaand model voor het simuleren en beschrijven van het gedrag van materialen met sterk gecorreleerde elektronen, wat betekent dat de elektronen hun krachten bundelen om onverwachte verschijnselen te veroorzaken in plaats van onafhankelijk te handelen.

Hoewel het Hubbard-model al tientallen jaren wordt bestudeerd, met enkele hints van vreemd metaalachtig gedrag, dit was de eerste keer dat vreemde metaalachtigheid werd gezien in Monte Carlo-simulaties, waarin miljarden afzonderlijke en enigszins verschillende berekeningen worden gemiddeld om een ​​onbevooroordeeld resultaat te produceren. Dit is belangrijk omdat de fysica van deze systemen drastisch en zonder waarschuwing kan veranderen als er benaderingen worden geïntroduceerd.

Het SIMES-team was ook in staat om vreemde metaalachtigheid waar te nemen bij de laagste temperaturen die ooit zijn onderzocht met een onbevooroordeelde methode - temperaturen waarbij de conclusies van hun simulaties veel relevanter zijn voor experimenten.

De wetenschappers zeiden dat hun werk een basis vormt voor het verbinden van theorieën over vreemde metalen met modellen van supergeleiders en andere sterk gecorreleerde materialen.