Демоны твердого тела

С. Анофелес

Придумывать демонов — давняя традиция физиков. Самые знаменитые демоны Максвелла сортируют молекулы по их энергии и таким образом нарушают законы термодинамики, запрещающие переток тепла от менее нагретого тела к более нагретому. Впрочем, эти демоны совершенно умозрительны. А вот демоны Дэвида Пайнса реальны. Они образуются при сложении двух электронных волн, постоянно гуляющих по твердому телу, причем волны складываются так, что результат лишается и заряда, и массы. Это имеет следствие: демон не взаимодействует с электромагнитным излучением и, значит, у физиков нет никаких прямых методов наблюдения таких квазичастиц, поскольку они невидимы. Неудивительно, что с 1957 года, когда этот американский физик-теоретик придумал своих демонов, никто их не нашел, а за долгие годы про них уж и забыли.

Но вот профессор Питер Аббамонт из Иллинойсского университета со своими коллегами обстреливал электронами образцы из рутената стронция Sr2RuO4 и смотрел, как рассеивается энергия (Nature, 9 августа 2023 года). Метод, прямо говоря, необычный, а прибегнуть к нему пришлось потому, что у этого вещества подозревают высокотемпературную сверхпроводимость, но ее нет. Физики и разбирались — почему. Разобраться не удалось, зато, глядя на аномалии рассеяния энергии ударных электронов, они нашли в образце удивительные электронные образования: без массы и заряда.

Поначалу никто не мог понять, почему энергия рассеивается не так, как задумано. Однако кто-то вспомнил про давнюю идею Пайнса. Провели расчеты и выяснили: да, энергию забирают именно невидимые демоны. По мнению Аббамонта, успех не случаен: его группа использовала необычный метод для изучения необычного материала. Вот и нашли то, что не искали. Ну а для физики твердого тела обнаружение демонов Пайнса и, главное, метода, сделавшего их видимыми, может иметь долгоиграющие последствия. Например, в той же энергетике.

pic_2023_09_63.jpg
Иллюстрация: Ronald Searle
Разные разности
Женщина изобретающая
Пишут, что за последние 200 лет только 1,5% изобретений сделали женщины. Не удивительно. До конца XIX века во многих странах женщины вообще не имели права подавать заявки на патенты, поэтому частенько оформляли их на мужей. Сегодня сит...
Мужчина читающий
Откуда в голове изобретателя, ученого вдруг возникает идея, порой безумная — какое-нибудь невероятное устройство или процесс, которым нет аналогов в природе? Именно книги формируют воображение юных читателей, подбрасывают идеи, из которых выраст...
Пишут, что...
…археологи обнаружили на стоянке мамонтов Ла-Прель в округе Конверс бусину, сделанную из кости зайца, возраст которой составляет около 12 940 лет… …астрофизики впервые обнаружили молекулы воды на поверхности астероидов Ирис и Массалия… ...
Слезы как оружие
Женщины прекрасно знают, что стоит пустить в ход слезы, как еще секунду назад грозный, орущий и злобный мужчина вдруг обмякает, теряется и становится похожим на кроткую овечку. Откуда такая обезоруживающая сила женских слез? В чем здесь дело?