Ученые разгадали квантовую загадку, которая десятилетиями ставила физиков в тупик

Эффект Кондо — это одно из важнейших явлений в квантовой физике. Он описывает необычное взаимодействие, которое возникает, когда в металле есть магнитные атомы. При охлаждении металлы начинают лучше проводить электрический ток. Если добавить в металл магнитные атомы, то электрическое сопротивление начинает расти. Это и есть эффект Кондо, и о нем уже многое известно. Но теперь физики впервые смогли точно оценить этот эффект в реальном материале, опираясь исключительно на фундаментальные физические расчеты. Раньше для изучения эффекта Кондо приходилось полагаться на реальные эксперименты и упрощенные модели, которые не позволяли точно предсказывать свойства сложных материалов, как новый метод. Теперь ученые совершили настоящий прорыв, который может изменить наши технологии. Результаты исследования опубликованы в журнале Science, пишет ScienceAlert.

Эффект Кондо возникает, когда электроны скапливаются вокруг магнитных примесей в металле, нейтрализуя их магнетизм и одновременно препятствуя прохождению электрического тока.

Но понимать физическую природу явления – это не то же самое, что и возможность построить точную модель этого явления. Из-за сложности взаимодействия множества электронов очень сложно предсказать, при какой температуре произойдет изменение электрического сопротивления для различных сочетаний металлов и магнитных примесей в них.

Физики использовали химические методы для создания модели отдельного магнитного атома в виде своего рода сложной молекулы. Затем они применили фундаментальные законы квантовой физики к этой модели магнитного атома. После этого ученые сравнили результаты моделирования с лабораторными экспериментами, описывающими эффект Кондо, и подтвердили высокую точность своего метода прогнозирования.

Ученые говорят, что этот метод можно использовать для понимания более сложных материалов, таких как высокотемпературные сверхпроводники и квантовые магниты.Более совершенный метод прогнозирования позволит ученым разработать сверхпроводники, способные радикально изменить работу энергосетей и самых мощных компьютеров.

Результаты исследования дают ученым инструмент для изучения сложного квантового поведения материалов без необходимости предварительного получения экспериментальных данных в лаборатории.

Другие новости науки

• Американские ученые выяснили, насколько близко на самом деле подошли к созданию первого в мире ядерного оружия физики из Германии во время Второй мировой войны.
• С края Млечного Пути пришел странный радиосигнал: ничего подобного раньше не видели. Астрономов поставил в тупик радиосигнал, который выпускает пока еще неизвестный объект.