Fisikawan Temukan Fenomena Kuantum Iblis

VIVA Tekno – Fisikawan yang mempelajari materi eksotis menemukan fenomena kuantum penting yang diprediksi terjadi beberapa dekade lalu. Ini disebut Pines Demon yang diprediksi terjadi pada tahun 1956 oleh fisikawan David Pines.

Penemuannya disebut strontium ruthenate (Sr² RuO⁴), menandai pertama kalinya  identifikasi dengan logam 3D, menurut situs Science Alert, Jumat, 11 Agustus 2023.ruthenate (Sr² RuO⁴), menandai pertama kalinya  identifikasi dengan logam 3D, menurut situs Science Alert, Jumat, 11 Agustus 2023.

Karena Demon Pines diperkirakan memainkan peran penting dalam berbagai fenomena, seperti transisi dalam jenis semimetal tertentu dan superkonduktivitas, karya ini memiliki implikasi penting bagi fisika semimetal tertentu dan superkonduktivitas, karya ini memiliki implikasi penting bagi fisika material.

"Kami menemukan benda ini secara tidak sengaja di tahun 2018. Butuh beberapa saat untuk mencari tahu apa materi itu dan ternyata merupakan mode iblis," kata fisikawan Peter Abbamonte dari University of Illinois.

Biasanya dalam sains, 'demon atau iblis' adalah lawan hipotetis bagi para ilmuwan dan filsuf untuk diperdebatkan dalam eksperimen pemikiran. Tetapi Demon Pines sangat berbeda.

Ini sebenarnya sejenis plasmon – unit gelombang terpisah di antara riak melalui populasi elektron. Plasmon digambarkan sebagai analog kuantum dari suara akustik dalam gas klasik.

Pines menamai plasmon ini sebagai 'setan' untuk menghormati James Clerk Maxwell, yang menyusun Demon Maxwell dan karena itu adalah gerakan elektron yang berbeda atau DEM.

Ketika gelombang suara bergoyang melalui kumpulan partikel, perlahan-lahan menjadi tenang saat goncangan berhenti. Namun, sebagai 'suara' kuantum, plasmon cenderung senyap. Jumlah energi yang sangat spesifik diperlukan untuk setiap peningkatan frekuensi.

Demon Pines adalah frekuensi plasmon tanpa muatan listrik. Materi terjadi ketika elektron memiliki rentang energi yang berbeda, atau band, bergerak keluar dari fase.

Tidak ada transfer energi, tetapi ada pergeseran dalam hunian pita. Setan adalah mode kolektif netral yang telah diredam, atau disaring oleh pita elektron lain.

Plasmon telah dilihat dan dipelajari secara luas dalam logam 2D. Tetapi karena mereka netral secara elektrik dan tidak berpasangan dengan cahaya, itu sulit dideteksi. Ini membawa kita ke strontium ruthenate.

Pada suhu rendah, material bertindak sebagai superkonduktor. Pada suhu yang lebih tinggi, itu menjadi sedikit aneh, dan berubah menjadi apa yang dikenal sebagai logam buruk yang sifatnya tidak selalu berperilaku seperti yang kita harapkan.

Menurut tim yang dipimpin oleh fisikawan Ali Husain, sebelumnya dari University of Illinois di AS, sekarang di University of British Columbia di Kanada, ini juga merupakan kandidat yang sangat baik untuk mengidentifikasi setan.

Husain sedang mempelajari strontium ruthenate dengan spektroskopi elektron ketika dia menemukan sesuatu dalam data yang tampak seperti quasipartikel – eksitasi kolektif yang berperilaku seperti partikel.

Ada beberapa quasiparticles yang diketahui, tetapi apa yang ditemukan para peneliti tidak cocok dengan kriteria. Kecepatannya terlalu tinggi untuk menjadi fonon akustik dan terlalu lambat untuk menjadi plasmon permukaan.

Analisis lanjutan menunjukkan bahwa kandidat yang paling mungkin adalah iblis dan tim tersebut bahkan mampu meniru deteksi. Studi tentang beberapa propertinya menimbulkan pertanyaan.

Efek redaman lebih kecil dari yang diharapkan, misalnya, dan ada lubang aneh di pita elektron yang berbeda.

Para peneliti percaya bahwa logam multi-band lain mungkin merupakan tempat yang baik untuk mempelajarinya, mengamati bagaimana perilaku mereka dapat berubah dalam berbagai konteks dan bahwa studi dengan resolusi lebih tinggi dimungkinkan dengan pemindaian mikroskop elektron.

Mereka berharap dapat menjawab pertanyaan baru dan membantu menyusun teori setan yang lebih lengkap dan canggih. Penelitian ini telah dipublikasikan di Nature.

fEbXo9z4yGc