Согласно предсказанию сэра Невилла Фрэнсиса Мотта в 1937, взаимное отвращение заряженных электронов, которые ответственны за перенос электрического тока, может вызвать переход металлического изолятора. Все же, вопреки общему мнению об учебнике, согласно которому переход фазы определен только электронами, это – взаимодействие электронов с атомной решеткой тела, которое является определяющим фактором. Исследователи сообщили об этом в последнем выпуске журнала «Science Advances».
Исследовательская группа, во главе с профессором Майклом Лэнгом из Института Физики в Университете Гете Франкфурт, преуспела в том, чтобы делать открытие с помощью самодельного аппарата, который уникален во всем мире. Это позволяет измерение изменений длины при низких температурах под переменным внешним давлением с чрезвычайно высоким разрешением. Таким образом было возможно доказать экспериментально впервые, что это не просто электроны, которые играют значительную роль в переходе фазы, но также и атомной решетке – леса тела.
«Эти результаты эксперимента объявят в изменении парадигмы в нашем понимании одного из ключевых явлений текущего исследования конденсированного вещества», говорит профессор Лэнг. Переход металлического изолятора Мотта а именно, связан с необычными явлениями, такими как высокотемпературная сверхпроводимость в медных основанных на окиси материалах. Они предлагают огромный потенциал для будущего технического применения.Теоретический анализ экспериментальных результатов основан на фундаментальном понятии, что много частиц в системе близко к переходу фазы не только взаимодействуют с их ближайшими соседями, но также и «общаются» по большим расстояниям со всеми другими частицами.
Как следствие только всеобъемлющие аспекты важны, таковы как симметрия системы. Идентификация таких универсальных свойств – таким образом ключ к пониманию переходов фазы.
«Это новое понимание открывает совершенно новый взгляд на переход металлического изолятора Мотта и разрешает более сложное теоретическое моделирование перехода фазы», объясняет доктор Маркус Гарст, Старший лектор в Институте Теоретической Физики Technische Universitat Дрезден.Исследовательская работа финансировалась немецким Исследовательский фондом в структуре Совместного Научно-исследовательского центра/Transregio «Системы конденсированного вещества с Переменными Взаимодействиями много-Тела» во главе с профессором Майклом Лэнгом.