 |
|
Elemi fizika: az áram az elektronok áramlása egyik helyrôl a másikra. Gyakran azt mondják, hogy az áram "folyik" – hiszen a vezetô anyagban (általában fémben) tengernyi meglazult elektron van. Mikor a rézvezetéket a tv-hez, mikrohullámú sütôhöz vagy kenyérpirítóhoz csatlakoztatjuk, ezek a laza elektronok elkezdenek a rézben "áramlani".
Miért nem folyik ilyenkor az áram keresztül a kezünkön, azaz miért nem ráz? Megint az elemi fizika: a konnektort borító kemény mûanyag tok és a vezetéket körülvevô gumiszerû mûanyag szigetelô anyag, amelyben az elektronok szilárdan hozzá vannak kötve az atomokhoz, és nem tudnak szabadon mozogni, azaz elektromosságot létrehozni. Ez a fontos különbség az egyike azon tulajdonságoknak, amelyekkel egy anyagot jellemezhetünk. Egy fém nem változhat át szigetelôvé és vice versa – ez az egyik ok, ami miatt a fém-ammónia oldatok olyan érdekesek.
"Mi az", kérdezi Michael Klein, "ami egy szigetelôt, azaz egy, az elektromosságot rosszul vezetô anyagot fémessé változtat, azaz olyan anyaggá, amelyet többek között az jellemez, hogy igen jó elektromos vezetô"? Klein az Anyagszerkezeti Kutatólaboratórium vezetôje a Pennsylvaniai Egyetemen. Klein több, a Pittsburgh Supercomputing Centerben folyó kutatásban is részt vesz. Ezek egyike – melyet két kollegájával, Glenn Martynával és Zhihong Denggel végez – a fém-ammónia oldatok tulajdonságainak a vizsgálata. Eredményeik segítségével elsôként tudnak hiteles képet adni az oldatban lejátszódó szigetelô–fém átmenetrôl.
A mellékelt három kép a kb. 0,5%-os, 2%-os és 5%-os cézium-ammónia oldaton végzett szimuláció eredményeit mutatja. Minden "szimulációs cellában" ammóniamolekulák (narancssárga-fehér) és céziumionok (rózsaszín) vannak, az elektronsûrûséget pedig lila-szürke kontúrvonalakkal jelzik. A legkülsô kontúron belül van az elektronsûrûség 95%-a. Az elsô cellában 512 ammónia és két cézium van, a másodikban 256 ammónia és négy cézium, míg a harmadikban 256 ammónia, valamint 24 cézium.
[ Vissza a válogatás listájára ]