Kekshot texnologiyalari instituti (Caltech) va Yale universiteti tadqiqotchilari AQShda yuqori aniqlik bilan Kondo taʼsirini hisoblash uchun ilgʻor usulni ishlab chiqdilar. Bu kvant fizikasining bu hodisasi magnitk ifloslantirilgan metallarning elektr qarshiligiga taʼsir qiladi.
Bu yutuq nazariy asosiy hisob-kitoblar orqali haqiqiy materiallarning xususiyatlarini oldindan bashorat qilish imkonini beradi, boshida tajribadan olingan maʼlumotlarga ehtiyojni yoʻqotadi. Tadqiqot jurnal «Science»da nashr etildi va elektronlari murakkab xatti-harakatlar koʻrsatadigan materiallarni tushunishda muhim taraqqiyotni belgilaydi.
Baʼzi holatlarda, yangi metodologiya avval ishlatilgan soddalashtirilgan usullardan oʻn martadan ham aniqroq ekanligi namoyon boʻldi. Bundan tashqari, bu texnika yuqori haroratli superoʻtkazgichlar kabi yanada murakkab materiallarni oʻrganish imkoniyatlarini ochadi.
Umuman olganda, metallarning elektr qarshiligi harorat pasayganda kamayish tendensiyasiga ega boʻladi, bu elektronlarning harakatini osonlashtiradi. Biroq, agar material kichik magnitk ifloslantirishlarga ega boʻlsa, bu standart keskin oʻzgarishi mumkin. Kondo harorati deb nomlangan maʼlum bir haroratdan pastroq, elektr qarshiligi yana oshib borishni boshlaydi.
Bu metallning elektronlari va magnitk ifloslantirishlarga bogʻliq elektronlar oʻrtasidagi oʻzaro taʼsir tufayli sodir boʻladi. Bunday oʻzaro taʼsirlar atomlarning magnitligini bekor qilish va shu bilan birga elektr toki oqimini qiyinlashtirish potentsialiga ega.
Garchi aralashgan mexanizmlar olimlar tomonidan maʼlum boʻlgan boʻlsa-da, Kondo taʼsirining bunday darajadagi aniqlik bilan xatti-harakatini bashorat qilish katta toʻsiq edi. Harorat, magnitizm va elektron xususiyatlar oʻrtasidagi oʻzaro taʼsir juda kichik miqyoslarda sodir boʻlib, bu koʻp tanachalar muammosi deb ataladigan murakkab kvant muammosini tashkil etadi.
Avval tadqiqotchilar bu hodisani baholash uchun soddalashtirilgan modellar va amaliy sinovlarga tayanishardi. Biroq, bu yondashuvlar turli metall va magnitk ifloslantirishlar tarkiblarining qanday xatti-harakat qilishini bir xil aniqlik bilan bashorat qila olmasdi.
Bu cheklovni yengish uchun jamoa «ab initio» deb nomlanuvchi yondashuvni joriy etdi, bu «birinchi tamoyillardan boshlab» degani. Ushbu usul materialning xususiyatlarini faqat oʻtmishdagi kuzatuvlarga asoslangan taxminlardan foydalanish oʻrniga, kvant fizikasining asosiy qonunlaridan foydalanadi.
Tadqiqotchilar bitta magnitk atomni batafsilroq modellashtirish uchun kimyo texnikalarini integratsiya qildilar, uni matematik jihatdan kattaroq molekulaga oʻxshatib koʻrib chiqishdi. Keyinchalik, ular elektron oʻzaro taʼsirlar haqidagi bashoratlarni yaxshilash uchun iterativ hisob-kitoblar oʻtkazishdi.
Jarayon katta hisoblash quvvati va tizim murakkabligini boshqarish uchun murakkab matematik strategiyalardan foydalanishni talab qildi. Natijalarni Kondo taʼsirining tajribaviy oʻlchovlari bilan solishtirganda, olimlar usul materiallarning xatti-harakatini yuqori ishonchlilik bilan takrorlashini tasdiqladilar.
Baʼzi hollarda, usul tomonidan erishilgan aniqlik soddalashtirilgan modellarning oʻn baravar ortiq edi. Bu kashfiyot fundamental fizikaga asoslangan hisob-kitoblar haqiqiy materiallarning aniq xususiyatlarini bashorat qila olishini tasdiqlaydi.
Dastlabki sinovlar nisbatan oddiy metall va magnitk ifloslantirishlar kombinatsiyalari bilan oʻtkazildi. Tadqiqotchilar bu bosqichni yanada murakkab tizimlarni oʻrganish uchun boshlangʻich nuqta sifatida koʻrishadi, bunda elektron oʻzaro taʼsirlari tushuntirish yoki bashorat qilish qiyin boʻlgan xususiyatlarni keltirib chiqarishi mumkin.
Potensial oʻrganish fokuslari yuqori haroratli superoʻtkazgichlar va kvant magnitk materiallardir. Superoʻtkazgichlar maʼlum sharoitlarda qarshiliksiz elektr toki oʻtkazish qobiliyatiga ega, bu elektr tarmoqlari va kompyuter tizimlari uchun katta qiziqish uygʻotadi.
Bu materiallar koʻpincha murakkab elektron xatti-harakatlarni namoyish etadi, aynan yangi hisob-kitoblar yordam berishi mumkin boʻlgan savol turi. Ularning xususiyatlarini tajriba oʻtkazishdan oldin bashorat qilish imkoniyati yangi materiallarni izlashni ancha maqsadliroq qilish mumkin.
Eng ijobiy natimalarga qaramay, tadqiqotchilar hali usulni yanada murakkab tizimlar bilan ishlash uchun kengaytirishlari kerak. Dastlabki namoyish real materiallardagi korrelyatsiya qilingan elektronlarning xatti-harakatini bashorat qilish tobora amalga oshiriladigan narsa boʻlayotganini koʻrsatadi, garchi bu barcha kvant xususiyatlari bir xil aniqlik bilan hisoblanishi mumkin degani boʻlmasa ham.
