Ši dalelė yra plazmono tipas, taip vadinama todėl, kad ji atsiranda iš įkrautų dalelių rinkinio, vadinamo plazma. Tokia plazma gali susidaryti, kai elektronai plūduriuoja laisvai nuo atomo, pavyzdžiui, metalinėse medžiagose. Plazmonai yra kolektyviniai šios plazmos virpesiai, kurie elgiasi taip, tarsi būtų dalelė – todėl jie yra kvazidalelės ir atlieka svarbų vaidmenį metalams atspindint ir sugeriant šviesą.
Specifinės plazmonų rūšies, atsirandančios, kai dvi skirtingų energijų plazmos virpa nesinchroniškai, idėją 1956 m. pirmasis pasiūlė fizikas Davidas Pinesas. Jis dėl „skirtingo elektronų judėjimo“ pavadino tai demonu – ir numatė, kad jis pasižymės neįprastomis savybėmis, pavyzdžiui, bus nematomas šviesoje, elektriškai neutralus ir veiks panašiai kaip garsas. Šios savybės galėtų padėti paaiškinti daugybę menkai suprantamų reiškinių – pavyzdžiui, superlaidumą ir tai, kaip metalo nanodalelės sąveikauja su šviesa – tačiau dėl skaidrios „demono“ prigimties jis yra sunkiai įžiūrimas.
Dabar Peteris Abbamonte iš Ilinojaus universiteto (JAV) ir jo kolegos aptiko Pineso demono požymių superlaidžiame kristale, vadinamame stroncio rutenatu. „Šį fundamentalų, pagrindinį sužadinimą medžiagose tikriausiai reikėjo tyrinėti jau pusę amžiaus, tačiau niekas jo dar nebuvo matęs“, – sako mokslininkas.
Kad atrastų „demoną“, P. Abbamonte ir jo komanda atmušinėjo elektronus nuo kristalo ir labai tiksliai matavo, kiek energijos jie įgyja arba praranda. Tuomet jie galėjo panaudoti šį nedidelį energijos pokytį, kad apskaičiuotų kristale esančio „demono“ judėjimo momentą – ir nustatė, kad jis tiksliai atitinka D. Pineso prognozes.
Tokie „demonai“ turėtų egzistuoti ir daugybėje kitų metalinių medžiagų, sako P. Abbamonte. Vienintelis reikalavimas – metalas turi turėti dvi skirtingų energijų elektronų „populiacijas“, vibruojančias skirtingais dažniais – ši savybė egzistuoja daugelyje medžiagų, įskaitant lantano hidridus, priklausančius aukštatemperatūrių superlaidininkų klasei. „Demonai“ nėra reti, – sako P. Abbamonte. – Manau, kad jų yra daugelyje dalykų, tik mes jų nepastebėjome, nes neatlikome tinkamų matavimų“.
Tai taip pat gali būti galimas paaiškinimas, kaip atsiranda pats superlaidumas. Įprastinė idėja, vadinama BCS teorija, teigia, kad elektronai gali susijungti į poras ir judėti su nuliniu pasipriešinimu. Manoma, kad šie suporuoti elektronai sąveikauja per garso kvazidaleles, vadinamas fononais, tačiau kai kas mano, kad jie gali sąveikauti ir per Pineso demoną. Tai, kad stroncio ruthenatas taip pat yra superlaidininkas, gali būti užuomina, kad taip ir yra, sako P. Abbamonte.
Deja, Pineso demono atradimas tikriausiai neatskleis jokių naujų įžvalgų apie LK-99 – kaip teigiama, kambario temperatūros superlaidininką, kurį fizikai šiuo metu stengiasi suprasti. Taip yra todėl, kad LK-99 neatrodo esąs BCS superlaidininkas, o Pineso demonas šioje teorijoje siūlomas tik kaip porinių elektronų paaiškinimas. „Nežinau, ar [LK-99] yra superlaidininkas, ar ne, bet mano vidinis vaikas nori, kad taip būtų“, – sako P. Abbamonte.
Tyrimas skelbiamas žurnale „Nature“.
Parengta pagal „New Scientist“.
