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

Оригами-робота научили прижимать ноги и ходить по-крабьи Оригами-робота научили прижимать ноги и ходить по-крабьи

Инженер из Германии разработал четвероногого оригами-робота Fold Walker

N+1
Развод по-русски Развод по-русски

9 способов не остаться без штанов после развода

Лиза
Таблетка против предвзятости: как Гертруда Элайон придумала первые лекарства от рака Таблетка против предвзятости: как Гертруда Элайон придумала первые лекарства от рака

Как упорство и вера в науку помогли Гертруде Элайон изменить медицину?

Forbes
Как типы привязанности влияют на сексуальные отношения Как типы привязанности влияют на сексуальные отношения

Типы привязанности формируются в детстве и влияют на всю нашу дальнейшую жизнь

Psychologies
История культового символа Лондона: почему телефонные будки красного цвета История культового символа Лондона: почему телефонные будки красного цвета

Почему телефонные будки Лондона окрашены именно в яркий красный цвет?

ТехИнсайдер
«Ты что тут делаешь, девочка?»: как женщины строят карьеру в «мужских» профессиях «Ты что тут делаешь, девочка?»: как женщины строят карьеру в «мужских» профессиях

Женщины испытывают большие сложности в профессиях, которые считаются «мужскими»

Forbes
7 советов от психолога как достичь гармонии в семье 7 советов от психолога как достичь гармонии в семье

Счастье в паре возможно при том условии, что его испытывают оба партнера

Лиза
Как американская бюрократия уничтожила автомобиль будущего: история Tucker 48 Как американская бюрократия уничтожила автомобиль будущего: история Tucker 48

Бывают люди, у которых даже неудачные проекты выглядят вдохновляющие

Maxim
Вредные привычки Кейт Миддлтон — от несоблюдения этикета до курения Вредные привычки Кейт Миддлтон — от несоблюдения этикета до курения

Рассказываем о вредных привычках герцогини Кейт Миддлтон

VOICE
Зачем наши предки строили колоссальные корабли из дерева размером с пол- Зачем наши предки строили колоссальные корабли из дерева размером с пол-

Что такое беляны и почему они нынче напрочь забыты

Maxim
Боль, преодоление, катарсис. Почему все стоят на гвоздях и зачем за это платить? Боль, преодоление, катарсис. Почему все стоят на гвоздях и зачем за это платить?

Откуда растут ноги практики стояния на гвоздях и как правильно встать на гвозди

Inc.
Как сериал «Этим летом я стала красивой» продвигает патриархальные стереотипы о любви Как сериал «Этим летом я стала красивой» продвигает патриархальные стереотипы о любви

«Этим летом я стала красивой» — сериал, снятый по сценарным ходам из 1990-х

Forbes
Основатель Xsolla Александр Агапитов вложил более $2 млн в издателя NFT-игр OnlySpace Основатель Xsolla Александр Агапитов вложил более $2 млн в издателя NFT-игр OnlySpace

Александр Агапитов решил развивать NFT-гейминг

Forbes
Анастасия Калманович — о 1990-х, Москве тех лет, Земфире и жизни, похожей на остросюжетный фильм Анастасия Калманович — о 1990-х, Москве тех лет, Земфире и жизни, похожей на остросюжетный фильм

Анастасия Калманович рассказала свою историю беспокойных 1990-х

Правила жизни
Дешево и экологично: в Италии придумали способ хранения энергии с помощью CO2 Дешево и экологично: в Италии придумали способ хранения энергии с помощью CO2

Инженеры запустили технологию хранения электроэнергии с помощью углекислого газа

Вокруг света
Природа и искусство Природа и искусство

Интерьер в стиле современного шале, наполненного предметами искусства

SALON-Interior
Своих хватает: звезды, которые пытались, но не смогли прославиться за рубежом Своих хватает: звезды, которые пытались, но не смогли прославиться за рубежом

Кто из российских звезд пытался покорить иностранную сцену

VOICE
3 хитрых вопроса, чтобы вычислить вора 3 хитрых вопроса, чтобы вычислить вора

Как и о чем спросить человека, которого ты подозреваешь в воровстве

Maxim
В День семьи, любви и верности: 7 лучших книг о близких и любимых, которые помогут сохранить здоровые семейные отношения В День семьи, любви и верности: 7 лучших книг о близких и любимых, которые помогут сохранить здоровые семейные отношения

Подборка книг о семейной жизни, родительстве и любви

ТехИнсайдер
Управляет ядерным реактором и читает Достоевского. Интервью со студенткой Томского Политеха Алиной Горбуновой Управляет ядерным реактором и читает Достоевского. Интервью со студенткой Томского Политеха Алиной Горбуновой

Интервью с первой в России женщиной, управляющей ядерным реактором

СНОБ
«Сивику» — 50. Незаурядные факты о главной модели Honda «Сивику» — 50. Незаурядные факты о главной модели Honda

Вспоминаем самые любопытные и нескучные факты о «Сивике»

РБК
Физики научили случайные лазеры собираться по требованию Физики научили случайные лазеры собираться по требованию

Физики продемонстрировали технологию самосборки коллоидных частиц в структуры

N+1
Скачок магнитного поля 1,1 миллиарда лет назад указал на солидный возраст внутреннего ядра Земли Скачок магнитного поля 1,1 миллиарда лет назад указал на солидный возраст внутреннего ядра Земли

В протерозое геодинамо генерировало поле, которое было сильнее современного

N+1
5 опасных мифов о сексе: а ты веришь в какой-то из них? 5 опасных мифов о сексе: а ты веришь в какой-то из них?

Стереотипы о сексе, от которых стоит отказаться как можно скорее

VOICE
Выбираем фитнес-браслет правильно: какие функции наиболее важны Выбираем фитнес-браслет правильно: какие функции наиболее важны

Главные функции фитнес-браслетов и их отличиях от смарт-часов

CHIP
Живущие между Самарой и Саратовом пиявки спрятались от хищников в раковинах живых моллюсков Живущие между Самарой и Саратовом пиявки спрятались от хищников в раковинах живых моллюсков

Пиявки используют другие организмы для защиты

N+1
Гумус: история органического вещества в почве Гумус: история органического вещества в почве

Существование молекул гумуса оказалось под вопросом

Наука и жизнь
6 секретов красоты, которые знают только испанки: для роскошных локонов и сияющей кожи! 6 секретов красоты, которые знают только испанки: для роскошных локонов и сияющей кожи!

6 бьюти-хитростей испанок, которые помогают им оставаться молодыми и красивыми

VOICE
Как правильно ухаживать за кутикулой. Советы эксперта Как правильно ухаживать за кутикулой. Советы эксперта

Зачем нужно следить не только за ногтевой пластиной, но и кожей вокруг нее

РБК
Как без особых проблем удалить себя из интернета: пособие для тех, кто хочет оставаться анонимом Как без особых проблем удалить себя из интернета: пособие для тех, кто хочет оставаться анонимом

Как стать анонимом и получить, наконец, контроль над своей "цифровой личностью"

ТехИнсайдер
Открыть в приложении