Phát hiện 'kim loại lạ' có thể giải mã bí ẩn từ 3 thập kỷ trước

'Kim loại lạ' này không tuân theo những quy tắc vật lý thông thường, các nhà khoa học cho biết.

Nghiên cứu mới khiến các nhà khoa học vô cùng phấn khích. Ảnh: Liquid Metal Drops

Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature hôm thứ Tư (12/1), với tiêu đề "Dấu hiệu của một kim loại lạ trong hệ thống bosonic". Các nhà khoa học đã phát hiện ra một loại kim loại chưa từng thấy trước đây, điện tích của nó không phải do các electron mang theo như bình thường, mà bởi các cặp Cooper.

Các cặp Cooper là boson - một loại hạt hạ nguyên tử. Còn electron là fermion, một loại hạt khác tương tự.

Jim Valles, giáo sư vật lý tại Brown và là tác giả của nghiên cứu mới, cho biết: "Chúng ta có hai loại hạt khác nhau về cơ bản, đây thực sự là một bí ẩn. Bất kỳ lý thuyết nào chúng ta có đều không phù hợp. Chúng ta cần theo dõi kĩ hơn".

Nghiên cứu mới có thể sẽ giúp giải quyết một bí ẩn đã gây khó khăn cho các nhà khoa học trong gần ba thập kỷ, kể từ khi cuprate - một loại chất siêu dẫn có xu hướng hoạt động theo những cách khác với các kim loại khác - được phát hiện.

Những "vật liệu lạ" này dường như không hiển thị các đặc điểm giống như các kim loại khác khi chúng được nung nóng. Thông thường, sức bền của kim loại tăng lên cho đến khi trở nên không đổi. Tuy nhiên, Cuprates không tuân theo những quy tắc này, và các nhà khoa học vẫn đang cố gắng tìm ra lý do.

Valles cho biết: "Để tìm lời giải đáp, người ta đã áp dụng các phương pháp toán học tương tự như phương pháp dùng để nghiên cứu các lỗ đen".

Để hiểu rõ hơn về "kim loại lạ", các nhà khoa học đã sử dụng cuprate với các lỗ nhỏ trên đó để tạo ra các cặp Cooper, làm nguội nó và quan sát những thay đổi về độ dẫn điện của nó. Cuối cùng, họ nhận thấy rằng nó hoạt động theo những cách tương tự như các kim loại lạ fermionic - tuy nhiên, điều này vẫn chưa nói lên được nhiều điều".

Valles giải thích: "Đưa ra lời giải thích cho những gì chúng ta thấy trong kim loại lạ không hề dễ dàng chút nào. Công trình của chúng tôi cho thấy rằng nếu bạn định lập mô hình vận chuyển điện tích trong các kim loại lạ, thì mô hình đó phải áp dụng cho cả fermion và boson - mặc dù những loại hạt này về cơ bản tuân theo các quy tắc khác nhau".