Порушення одного із найстарших емпіричних законів фізики було продемонстроване вченими із Брістольського університету. Їхні експерименти з пурпурною бронзою, металом з унікальними лінійними електричними властивостями, йдуть врозріз із законом Відемана - Франца. Це історичне відкриття було опубліковане в журналі Nature Communications.

У 1853 році два німецьких фізики, Густав Відеман та Рудольф Франц, вивчали теплопровідність (здатність системи проводити тепло) деяких металів, і виявили, що коефіцієнти термальної та електричної провідностей різних металів при однаковій температурі корелювали один з одним.

Основні принципи, що лежать в основі цього закону, стали зрозумілі тільки з відкриттям електрона і розвитком квантової фізики на початку двадцятого століття. Саме електрони переносять як тепло, так і електрику.

За більш ніж 150 років свого існування, закон Відемана - Франца показав свою виняткову надійність - серед тисяч металів відхилення складало не більше 50 відсотків.

У 1996 році американський фізики К. Кейн та Метью Фішер зробили теоретичне припущення, відповідно до якого якщо помістити електрони в індивідуальні атомні ланцюжки, то закон Відемана - Франца буде порушено. У такій одновимірній системі, електрони розділяться на дві частини: одні будуть володіти спіном без заряду (спініони), а інші зарядом без спіну (холони).

Експериментальна група, яку очолював професор Нігель Хуссі із Брістольського університету, перевірила це припущення, провівши ряд досвідів над матеріалом під назвою пурпурна бронза, що містить атомні ланцюжки, вздовж яких переміщаються електрони.

Дослідники виявили, що даний матеріал проводив тепло у 100000 разів краще, ніж можна було б очікувати відповідно до закону Відемана - Франца. Такі незвичайні властивості дозволяють говорити про перспективність даного матеріалу з технологічної точки зору. Крім того, це яскраве порушення закону Відемана - Франца є сильним аргументом на користь теорії про незвичайне розділення спіну та заряду електрона в одновимірному світі.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: globalscience.ru