Ny sorts "electronic matter" upptäckt

Detta verkar vara åtminstone lika intressant som kvant-Hall effekten som ju gav ett Nobelpris.

I förklaringen till Supraledning ingår att elektroner parar ihop sig till s k Cooper-par. I denna studie visas det nu att det finns en kvanteffekt där elektroner även kan para ihop sig till i grupper om 3, 4, 5, ...

Konduktuviteten (ledningsförmågan) ökar därför som en aritmetisk summa: 1, 3, 6, 10, 15, ...

Scientists Discover Another New Phase of Matter
https://www.popularmechanics.com/science/a30930464/pascal-conductors-new-phase-matter/

https://youtu.be/kDjGiH8OnqU

"Pascal conductance series in ballistic one-dimensional LaAlO3/SrTiO3 channels" Science(2020).
https://science.sciencemag.org/content/367/6479/769

Hur betydelsefullt detta arbete är kan inte jag bedöma. Men själva verkar de iaf inte tvivla:

Levy.says he believes this discovery is part of the new “second quantum revolution,” where physicists are taking their massive and ever-growing amount of knowledge of quantum systems and using that to start building “quantum computing, quantum teleportation, quantum communications, quantum sensing,” and more.

Någon här finner möjligen detta intressant, och kanske kan ge en insiktsfull kommentar?

Jag har inga kunskaper att tala om i ämnet men följer alla såna här upptäckter med stort intresse, kvantfysik och forskning i astronomi mm är så häftigt.

Jag har ett svagt minne av att supraledning delvis förklaras av att Cooper-paren har bosonegenskaper. Får inte riktigt ihop det med tre eller fem elektroner. Men det kanske inte är så det fungerar?

Nu har jag inte hunnit läsa hela artikeln men från det som skrivits i abstract och andra ställen så rör det sig om starkt korrelerade 1d-system (min avhandling handlade delvis om starkt korrelerade 3d-system). Med ett begränsat antal frihetsgrader ökar kopplingen mellan korrelerade elektroner. Med en mycket förenklad beskrivning: korrelationer i elektron-"vätskor" (man kallar det kompletta systemet av elektroner och deras interaktioner i t.ex. en kristall för vätskor) uppstår när fasrummet är så begränsat att en elektron inte kan ändra kvanttal (inklusive r och p) utan att påverka andra så att de också ändrar på sig. Den enklaste korrelationen är Coulomb-repulsion och det är en svag korrelation. Utbytes-korrelationshålet i DFT är en annan.

Om elektronerna måste trängas i en 1d-ledare blir fasrummet väldigt trångt och korrelationen starkare. Man kan förenklat tänka sig att elektronerna och framför allt spinnen inte kan passera varandra i ledaren, som fotgängare på en trång trottoar. När elektronerna "rör sig i grupp" kan det finnas kollektiva frihetsgrader, kvasipartiklar, som sänker den totala energin och blir stabila. I detta fall bildas kondensat av några få elektroner som på sätt och vis binds samman till en typ av effektiv partikel eftersom vinsten i korrelationsenergi överstiger förlusten i bland annat Coulombenergi. Notera att elektronerna inte behöver vara så nära varandra i rummet utan korrelationen kan koppla dem ändå över längre avstånd på motsvarande sätt som en antiferromagnet kan koppla spinn över relativt långa avstånd.

Dessa kvasipartiklar växelverkar sedan på ett relativt komplext sätt med sin omgivning så att de makroskopiska transportegenskaperna motsvarar en "Ohmsk transport" med konduktanser enligt Pascals triangel.

Jag ber att få komplettera detta (eller helt ändra allt) när jag faktiskt har läst artikeln

Wow. Tack för tråden!

Jag såg precis detta så har ingenting att bidra med. Cooper-par, om jag förstått det rätt, binder till varandra genom att en elektron i ett ämne, säg en metall, drar åt sig omkringliggande positivt laddade ioner så att det blir en högre koncentration av positiv laddning där. Den andra elektronen binder då till detta kluster med positivt laddade ioner som koncentrerats av den första negativt laddade elektronen. En så kallad elektron-fononbindning. Dessa elektroner som var för sig har 1/2-spinn beter sig tillsammans som om de har 0 eller 1, varför många par kan uppta samma plats och på så vis ge upphov till superkonduktivitet och superfluiditet. Dessa har en hel del andra intressanta egenskaper. De binder inte direkt på varandra utan på avstånd och i ett par kan andra utomstående elektroner byta plats med de inom paret.

Med en enorm reservation för fel!

Det här verkar vara någonting annat. Varför håller sig grupperna för sig själva t.ex.? Jag har ingen aning.

Följer tråden med spänning och önskar få veta mer!


Edit. Jag såg inte Osmiumkakas inlägg innan jag började skriva. Lyssna på honom!

Jag tittade igenom youtube-filmen och där beskrev han hur man kan bygga transistorer som tänkt tillämpning. Bortsett från en viss kvantisering så uppfattade jag den tänkta transistorn som hyfsat linjär, ungefär som en vanlig transistor. Jag förstod aldrig varför den skulle vara bättre än en vanlig transistor, bara att den byggde på en annan förklaringsmodell.

Som jag minns det så styr man strömmen i en vanlig transistor genom att man kan reglera antalet fria elektroner (eller hål). Givet att alla fria elektroner rusar fram med någon lämplig fermihastighet så begränsar antalet elektroner den maximala ström som kan flyta fram. Spontant tycker jag en sådan här transistor borde ha ungefär samma begränsning. Jag kan alldeles för lite om det här märker jag.

Det finns stora variationer i den vetenskapliga nivån i detta forum! Jag har läst kvantfysik, men tyvärr glömt det mesta. Spännande!

Tack för allt intresse! Lite extra tack till just Osmiumkaka som jag anade skulle ha en del extra input.

Har faktiskt fuskat lite själv inom iaf ett närliggande område. I mitt examensarbete gjorde jag kvantberäkningar på en fälteffekttransistor (med numerisk lösning till Schrödingerekv. för EN elektron, i ett s k selfconsistent field), för att studera övergången mellan 2D fysik och 3D. I två av dimensionerna var partiklarna fritt rörliga med ett kontinuerligt spektrum, men i den 3e fanns det en harmonisk elektrisk potential som kvantiserade rörelsen den ledden. I det mest strypa läget räckte den tillgängliga energin bara åt till att besätta den lägsta nivån i den kvantisersde riktningen, och därmed blev dynamiken rent 2D. Med lite mindre strypning kunde man besätta t ex de lägsta tre. Iaf någon av mina grafer påminner om någon graf i filmen.

Och, lite långsökt kanske. Var också rätt längesen.

Kunde någon förklara på ett lite mer enkelt sätt att vad det här egentligen är för något? Vad man kan göra med det och ha för nytta av det osv.?

Forskare har skapat smala ”kanaler” på en yta och de är så smala att elektronerna bara kan röra sig framåt och bakåt, inte upp eller ner eller åt sidorna. Man har visat två intressanta saker: dels klumpar elektronerna ihop sig i små grupper om några få elektroner som beter sig som en partikel med lite speciell laddning, dels att dessa så kallade kvasipartiklar rör sig genom ”kanalen” (som beter sig lite som en viss typ av optisk fiber fast på atomnivå) nästan utan att växelverka med atomerna i kanalen, så kallad ballistisk transport. Det är inte samma sak som supraledning men t.ex. blir värmeutveckling i ”kanalen” minimal (elektronerna i grafen rör sig också ballistiskt).

Nytta? Ja, just nu väldigt liten, men man hoppas på sikt göra transistorer och annan elektronik som ska passa bra i kvantdatorer. Det är lite som en lösning som letar efter ett problem.

Glömde de inte AI, maskininlärning och kall fusion i buzzwordlistan?

Berätta gärna hur de skall bygga sina qubitar om du vet något.

Jag tror att inte ens de själva vet det utan det vet nog bara deras PR-avdelning och alla kommunikatörerna där