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
Пишут, что...
…помидоры и томатный сок могут избавлять от кишечных бактерий, таких как сальмонелла… …прогулка на природе улучшает процессы исполнительного контроля в мозге помимо преимуществ, связанных с физическими упражнениями… …женский половой гормон эстра...
Пингвины во сне
Все мы знаем, как важен сон. В этом смысле очень тяжело молодым мамам. Первый месяц-два, когда детеныша надо кормить каждые три часа, о ночном сне можно забыть. И это тяжело, женщины знают. А как животные с этим справляются? Например — птицы? Би...
Долгожители обязаны вирусам
Почему при прочих равных условиях одни доживают до ста лет, а другие — нет? Исследователи из Копенгагенского университета решили поискать ответ на этот вопрос в кишечнике долгожителей, а точнее — в том гигантском сообществе бактерий, которы...
Сердце требует движения
Огромное количество исследователей во всем мире изучает сердечно-сосудистые заболевания и пытается найти универсальное решение. И на самом деле все они сходятся в одном: универсальное решение есть, и это — движение.