Физики впервые напрямую увидели вихри электронной жидкости

N+1Наука

Физики напрямую увидели электронные вихри

Американские и израильские физики впервые напрямую увидели вихри электронной жидкости. Для этого они заставляли ток течь через образцы теллурида вольфрама сложной формы в гидродинамическом режиме. Исследование опубликовано в Nature.

Марат Хамадеев

A. Aharon-Steinberg et al. / Nature, 2022

Движение электронов по кристаллической решетке в присутствии ускоряющего электрического поля существенно отличается от такового в вакууме. Ключевая особенность — это постоянное рассеяние электронов на неоднородностях решетки, приводящее к потере ими импульса. Превращение энергии движения электронов в энергию колебания решетки приводят к ее омическому нагреву и формирует электрическое сопротивление, с которым человек имеет дело в нормальных условиях.

Однако, если изготовить максимально бездефектный кристалл и понизить его температуру, то на первый план выходят электрон-электронные столкновения, в результате которых импульс не передается решетке. Еще полвека назад физики поняли, что в этом случае поток электронов движется не по омическим, а по гидродинамическим законам. Физики долгое время пытались подтвердить эту гипотезу. Это стало возможным благодаря прогрессу в создании сверхчистых бездефектных монокристаллов, гетероструктур и двумерных пленок.

Поскольку электроны могут быть описаны законами гидродинамики, они должны образовывать вихри и водовороты. Такая турбулентность может проявить себя в виде локального отрицательного сопротивления, что было обнаружено в ряде экспериментов. Однако, одного отрицательного сопротивления недостаточно для доказательства турбулентного движения, поскольку такой эффект может возникать и в другом режиме тока, баллистическом. Поэтому ученые активно ищут способы визуализации электронных вихрей.

Напрямую увидеть это необычное явление удалось группе физиков из Израиля и США под руководством Илая Зельдова (Eli Zeldov) из Института Вейцмана. Для этого они заставляли ток затекать в боковые полости образца и измеряли сопутствующее магнитное поле. Особенностью работы ученых стало то, что они смогли добиться гидродинамического режима в материале со слабым электрон-электронным взаимодействием.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Астрономы нашли наиболее вероятного кандидата в беззвездное гало темной материи субгалактической массы Астрономы нашли наиболее вероятного кандидата в беззвездное гало темной материи субгалактической массы

Астрономы подтвердили статус Cloud-9 как кандидата в объекты типа RELHIC

N+1
«Французский язык в России». Социальная, политическая, культурная и литературная история «Французский язык в России». Социальная, политическая, культурная и литературная история

ВXVIII–XIX веке российское дворянство было всерьез увлечено всем французским

N+1
Тропические болота нивелировали успехи арктических в поглощении углерода Тропические болота нивелировали успехи арктических в поглощении углерода

Почему снижается продуктивность болот, поглощающих углерод

N+1
«Прыжок в темноту». Как принимать важные решения, если очень страшно «Прыжок в темноту». Как принимать важные решения, если очень страшно

Отрывок из книги «Мужество: почему смелым судьба помогает»

Inc.
Дышать или не дышать: насколько эффективна дорогостоящая ксенонотерапия Дышать или не дышать: насколько эффективна дорогостоящая ксенонотерапия

Ксенонотерапия: что это за метод, безопасен ли он и насколько полезен в лечении?

Forbes
Что выдает дилетанта: 7 популярных ошибок, которые портят ваш ремонт Что выдает дилетанта: 7 популярных ошибок, которые портят ваш ремонт

Некоторые вещи моментально выдают неумелого мастера ремонта

ТехИнсайдер
Женской карьере вредят мужчины, а не дети Женской карьере вредят мужчины, а не дети

Пора перестать винить матерей в проблемах, созданных отцами

Psychologies
«Страна Саша»: честное кино о современных подростках, детстве без отца и взрослении «Страна Саша»: честное кино о современных подростках, детстве без отца и взрослении

Фильм «Страна Саша» — многогранное высказывание о природе нового поколения

Forbes
Самые смелые девушки XX века: захватывающая история появления бикини Самые смелые девушки XX века: захватывающая история появления бикини

Просто страшно представить, в чем приходилось купаться барышням начала XX века

Maxim
Пенсионный фонд: топ-5 невероятных собак-долгожителей, которые бьют абсолютно все рекорды Пенсионный фонд: топ-5 невероятных собак-долгожителей, которые бьют абсолютно все рекорды

Этим хозяевам все таки повезло провести со своим питомцем не один десяток лет

ТехИнсайдер
«Страх отступает, когда ты сделал первый шаг» «Страх отступает, когда ты сделал первый шаг»

Миша М — о новых песнях, смене псевдонима и планах

OK!
Фотонным временным кристаллам предрекли роль лазеров Фотонным временным кристаллам предрекли роль лазеров

Теория взаимодействия атома с излучением в среде фотонного временного кристалла

N+1
Почему мы не найдем инопланетян в космосе, даже если они существуют на самом деле Почему мы не найдем инопланетян в космосе, даже если они существуют на самом деле

Почему мы не узнаем о существовании живых существ у чужих звезд?

ТехИнсайдер
Трейлеры для путешествий, которые круче твоей квартиры Трейлеры для путешествий, которые круче твоей квартиры

Спору нет, жилой трейлер — штука в меру бессмысленная. Но совершенно шикарная

Maxim
Бодрое утро Бодрое утро

7 лайфхаков, как выглядеть свежо после бессонной ночи

Лиза

Полюбившихся персонажей играют настоящие животные со своей судьбой

ТехИнсайдер
«Свадьба превратилась в похороны»: рассказы ведущих и гостей о самых странных церемониях «Свадьба превратилась в похороны»: рассказы ведущих и гостей о самых странных церемониях

Ведущие и фотографы свадеб — о том, как (не) превратить праздник в трагедию

Maxim
Сибирские собаки включили в рацион пресноводную пищу около 7400 лет назад Сибирские собаки включили в рацион пресноводную пищу около 7400 лет назад

Палеозоологи исследовали останки древних собак из Сибири

N+1
Обертывание пленкой и не только: 5 самых бесполезных способов похудения, на которые мы ведемся Обертывание пленкой и не только: 5 самых бесполезных способов похудения, на которые мы ведемся

5 самых популярных, но, увы, бесполезных методов потери лишних килограммов

VOICE
5 лучших романов Александра Дюма 5 лучших романов Александра Дюма

В честь юбилея Александра Дюма вспоминаем самые любимые его книги!

Maxim
5 животных, которых мы считаем безобидными, но их стоит бояться 5 животных, которых мы считаем безобидными, но их стоит бояться

Безобидные существа, от которых на самом деле стоит держаться подальше

ТехИнсайдер
Корпоративный стокгольмский синдром: почему мы чувствуем себя виноватыми на работе Корпоративный стокгольмский синдром: почему мы чувствуем себя виноватыми на работе

Почему мы попадаем в ловушку корпоративного стокгольмского синдрома?

Psychologies
Дамоклов меч: что такое прокрастинация и как она разрушает жизнь Дамоклов меч: что такое прокрастинация и как она разрушает жизнь

Причины прокрастинации и способы борьбы с ней

Forbes
Синдром Папы Карло, или Что скрывается за желанием упахиваться на работе Синдром Папы Карло, или Что скрывается за желанием упахиваться на работе

Почему трудоголизм – вредная привычка, даже зависимость?

Лиза
Ученые выяснили, как мозг узнает своих Ученые выяснили, как мозг узнает своих

Как мозг животного узнает представителей своего вида?

ТехИнсайдер
Скаты-хвостоколы умеют издавать звуки. Они пощелкали на дайверов Скаты-хвостоколы умеют издавать звуки. Они пощелкали на дайверов

Дикие скаты могут издавать звуки

N+1
Младенцы нашли социальных партнеров через родителей Младенцы нашли социальных партнеров через родителей

Младенцы опираются на своих родителей, оценивая незнакомцев

N+1
Необычные факты об Уране: самая странная планета Солнечной системы Необычные факты об Уране: самая странная планета Солнечной системы

Некоторые факты о планетах нашей родной Солнечной системы не могут не удивлять

ТехИнсайдер
Это не блажь: почему возникает послеродовая депрессия и как с ней справиться Это не блажь: почему возникает послеродовая депрессия и как с ней справиться

Почему после рождения ребенка некоторые женщины оказываются в «черной дыре»?

Forbes
«Лучшим мужем был мертвый муж»: как в США вдовы конгрессменов попадали в политику «Лучшим мужем был мертвый муж»: как в США вдовы конгрессменов попадали в политику

Как в XX веке женщины попадали в Конгресс США

Forbes
Открыть в приложении