"เป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับการแก้ปัญหาเพียงแค่ติดตามพฤติกรรมของอิเล็กตรอนแต่ละตัว" ผู้เขียนบทความ Myung Joon Han ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่ KAIST กล่าว "เราควรอธิบายหรือติดตามอิเล็กตรอนที่พันกันทั้งหมดในครั้งเดียว วิธีนี้ต้องใช้วิธีที่ชาญฉลาดในการรักษาสิ่งกีดขวางนี้"

ศาสตราจารย์ฮันและนักวิจัยได้ใช้ทฤษฎี "หลายอนุภาค" ที่พัฒนาขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้เพื่ออธิบายลักษณะที่พัวพันของอิเล็กตรอนในของแข็ง ซึ่งประมาณว่าอิเล็กตรอนมีปฏิสัมพันธ์ในท้องถิ่นอย่างไรเพื่อทำนายกิจกรรมทั่วโลกของพวกมัน

ด้วยวิธีนี้ นักวิจัยได้ตรวจสอบระบบที่มีสองออร์บิทัล ซึ่งเป็นพื้นที่ที่อิเล็กตรอนสามารถอาศัยอยู่ได้ พวกเขาพบว่าอิเล็กตรอนถูกขังอยู่ในการจัดเรียงแบบขนานภายในไซต์อะตอมในของแข็ง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า coupling ของ Hund ส่งผลให้เกิดโลหะของ Hund เฟสโลหะนี้ ซึ่งสามารถก่อให้เกิดคุณสมบัติเช่นความเป็นตัวนำยิ่งยวด ถูกคิดว่ามีอยู่ในระบบสามออร์บิทัลเท่านั้น

ศาสตราจารย์ฮันกล่าวว่า "การค้นพบของเราพลิกมุมมองแบบเดิมว่าต้องมีออร์บิทัลอย่างน้อย 3 ออร์บิทัลเพื่อให้เกิดความเป็นโลหะของ Hund โดยสังเกตว่าระบบสองออร์บิทัลไม่ได้เป็นจุดสนใจสำหรับนักฟิสิกส์หลายคน "นอกเหนือจากการค้นพบโลหะของ Hund แล้ว เรายังระบุระบบโลหะต่างๆ ที่สามารถเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติในวัสดุอิเล็กตรอนทั่วไปที่มีความสัมพันธ์กัน"

นักวิจัยพบโลหะที่มีความสัมพันธ์ต่างกันสี่ชนิด ส่วนหนึ่งเกิดจากความใกล้ชิดกับฉนวน Mott ซึ่งเป็นสถานะของวัสดุแข็งที่ควรเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า แต่จริงๆ แล้วป้องกันการนำไฟฟ้าเนื่องจากปฏิกิริยาของอิเล็กตรอน โลหะอีกสามชนิดก่อตัวขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนจัดแนวโมเมนต์แม่เหล็กของพวกมัน หรือเฟสของการสร้างสนามแม่เหล็กที่ระยะห่างต่างๆ จากฉนวน Mott นอกเหนือจากการระบุเฟสของโลหะแล้ว นักวิจัยยังแนะนำเกณฑ์การจำแนกประเภทเพื่อกำหนดแต่ละเฟสของโลหะในระบบอื่นๆ

"งานวิจัยชิ้นนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุลักษณะและเข้าใจธรรมชาติที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นของสิ่งที่เรียกว่า "วัสดุที่มีความสัมพันธ์อย่างแน่นหนา" ซึ่งทฤษฎีมาตรฐานของของแข็งแตกตัวลงเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์ของคูลอมบ์ที่แข็งแกร่งระหว่างอิเล็กตรอน" ศาสตราจารย์ฮันกล่าว แรงที่อิเล็กตรอนดึงดูดหรือผลักกัน ปฏิกิริยาเหล่านี้มักไม่มีอยู่ในวัสดุที่เป็นของแข็ง แต่ปรากฏในวัสดุที่มีเฟสของโลหะ

การเปิดเผยของโลหะในระบบสองวงและความสามารถในการกำหนดพฤติกรรมของอิเล็กตรอนทั้งระบบอาจนำไปสู่การค้นพบมากยิ่งขึ้นตามที่ศาสตราจารย์ฮันกล่าว

"ในที่สุดสิ่งนี้จะช่วยให้เราสามารถจัดการและควบคุมปรากฏการณ์สหสัมพันธ์อิเล็กตรอนที่หลากหลายได้" ศาสตราจารย์ฮันกล่าว