Elektron dalam segi empat menciptakan keadaan materi baru

Fisikawan telah mengkonfirmasi pengamatan pertama dari kopling empat elektron. Quadruple ini adalah keadaan fisik yang diprediksi sebelumnya dan dapat memberikan informasi tentang Superkonduktivitas, keadaan khusus di mana bahan dapat mentransmisikan listrik tanpa hambatan.

Hasilnya akan dipublikasikan di jurnal Fisika alam.

Dalam keadaan superkonduktivitas, elektron berpasangan, yang mengarah ke sifat makroskopik yang tidak biasa. Elektron seharusnya hanya saling tolak, tetapi dalam kondisi tertentu – suhu rendah dan dalam kristal – mereka dapat bergabung. Dan ketika mereka melakukannya, mereka dapat mengalir tanpa terhalau oleh kesalahan dan rintangan. Bahannya sekarang menjadi superkonduktor dan tidak memiliki hambatan listrik.

Beberapa ilmuwan bertanya-tanya apakah mungkin untuk menghasilkan kembar empat juga. Ide ini bertentangan dengan harapan teori Bardeen-Cooper-Schrieffer (BSC), yang mendasari pemahaman mikroskopis superkonduktivitas. Agar ini terjadi, sesuatu harus mencegah pembentukan pasangan elektron dan kemudian memungkinkan pembentukan empat kali lipat.

Pada tahun 2018, tim menemukan perilaku aneh dalam materi yang menunjukkan kondisi langka seperti itu. Penelitian lanjutan di beberapa institusi dan laboratorium membenarkan hal ini dan dipublikasikan minggu ini.

Bahannya adalah campuran barium, potasium, besi dan arsenik. Rumus kimianya adalah Ba_{1 x}K_xFe₂Sebagai₂ dan jika Anda terbiasa dengan rumus kimia, Anda mungkin akan terkejut menemukan sebuah huruf x di sana. Itu hanya menunjuk ke sebuah variabel – para ilmuwan dapat bermain-main dengan berapa banyak barium dan potasium yang mereka konsumsi.

Dan itulah kunci penemuan ini. Bahannya biasanya superkonduktor (di bawah suhu tertentu) tetapi ketika x 0,8 tiba-tiba alih-alih melihat superkonduktivitas, mereka melihat sebaliknya.

Bukti yang menentukan bahwa kemungkinan pembentukan elektron empat kali lipat adalah pemutusan simetri pembalikan waktu. Jika pembalikan waktu tidak terganggu saat mengamati suatu keadaan, itu akan terlihat sama seperti waktu mengalir maju atau mundur. Ini terjadi pada superkonduktor.

“Dalam kasus kondensat empat fermion yang kami laporkan, bagaimanapun, pembalikan waktu menempatkannya dalam keadaan yang berbeda,” kata penulis senior Profesor Egor Babaev dari KTH Royal Institute of Technology dalam sebuah pendapat.

“Kemungkinan akan memakan waktu bertahun-tahun untuk sepenuhnya memahami kondisi ini,” katanya. “Eksperimen membuka sejumlah pertanyaan baru dan mengungkapkan sejumlah sifat tidak biasa lainnya yang terkait dengan responsnya terhadap gradien termal, medan magnet, dan ultrasound.” itu harus dipahami lebih baik lagi.”