کشف حالت های جدیدی از ماده در آزمایش های کوانتومی
تعمیر تلفن: حالت های جدیدی از ماده برای نخستین بار در آزمایش های کوانتومی آشکار شد که در وضعیت دمای نزدیک به صفر مطلق(منفی 273 درجه سانتیگراد) و میدان های مغناطیسی قوی با قدرت حدودا 100 هزار برابر قویتر از زمین مشاهده شد.
به گزارش تعمیر تلفن به نقل از ایسنا، محققان دانشگاه ایالتی جورجیا حالت های جدیدی از ماده را در یک سامانه دو بعدی مسطح شناسایی کرده اند.
قابل ذکر است که این تیم تحقیقاتی پدیده پیچیده ای را که به عنوان «اثر کسری کوانتومی هال»(FQHE) شناخته می شود، کاوش کرده و اکتشافات کاملا جدیدی را کشف کرده است.
«اثر کسری کوانتومی هال» پدیده ای است که در بین گاز الکترونی حامله اتفاق می افتد و حالتی از اثر هال و مشابه اثر کوانتومی هال است.
تحقیقات محققان رفتار غیرمنتظره حالت های «اثر کسری کوانتومی هال» را برجسته می کند که در صورت اعمال یک جریان مکمل به روش های جدیدی تقسیم و قطع می شوند.
پروفسور رامش مانی سرپرست این مطالعه اظهار داشت: تازه ترین یافته های ما مرزهای این حوزه را جابجا می کند و بینش جدیدی را در مورد این سیستم های پیچیده ارائه می کند.
شرایط تجربی
این توسعه در وضعیت شدید دمای نزدیک به صفر مطلق و میدان های مغناطیسی شدید حدودا ۱۰۰ هزار برابر قویتر از زمین مشاهده شد که یک پنجره منحصر به فرد به حالت های برانگیخته این سیستم های کوانتومی ارائه می دهد.
کوشان ویجوواردنا یکی از اعضاء هیئت علمی در کالج جورجیا و دانشگاه ایالتی جورجیا بیان کرد: نتایج اعجاب انگیز هستند و زمان زیادی طول کشید تا بتوانیم توضیحی عملی برای مشاهدات خود داشته باشیم.
برای توضیح این مساله باید اظهار داشت که در دنیای «اثر کسری کوانتومی هال»(FQHE)، ذرات می توانند بارهای کسری و کمی داشته باشند و به روش های شگفت انگیزی عمل کنند که فیزیک کلاسیک را به چالش می کشند.
پروفسور مانی تاکید کرد: تحقیق درمورد اثرات کسری کوانتومی هال چندین دهه است که تمرکز اصلی فیزیک ماده متراکم مدرن بوده است، برای اینکه ذرات در زمینهای مسطح می توانند شخصیت های مختلفی داشته باشند و می توانند شخصیتی وابسته به زمینه را در صورت تقاضا نشان دهند.
علاوه بر این، تحقیقات دراین زمینه، زمینه ساز فناوری هایی مانند تلفن های همراه، کامپیوتر ها و سلول های خورشیدی است که ما روزانه از آنها استفاده می نماییم.
مشاهده برای نخستین بار
این تیم از اجزای نیمه رسانای با تحرک بالا تولید شده از آرسنید گالیم و آرسنید گالیم آلومینیوم برای ایجاد یک محیط دو بعدی استفاده کردند که حرکت بدون مانع الکترون ها را تسهیل می کنند.
آنها با معرفی یک جریان تکمیلی در پدیده ای که قبلا هیچ گاه دیده نشده بود، شکاف اعجاب انگیز و عبورهای بعدی از حالت های FQHE را مشاهده نمودند.
ویجوواردنا اشاره کرد: این نخستین باری است که این یافته های تجربی را در مورد دستیابی به حالت های برانگیخته حالات کسری کوانتومی هال ناشی از اعمال یک جریان مستقیم گزارش می نماییم.
این مشاهده حاکی از حضور حالات بطورکامل جدید ماده است.
مانی توضیح داد: اگر مطالعات سنتی روی اثرات کسری کوانتومی هال را به عنوان کاوش در طبقه همکف یک ساختمان در نظر بگیرید، مطالعه ما در مورد جستجو و کشف طبقات فوقانی و آن سطوح هیجان انگیز و ناشناخته و یافتن شکل ظاهری آنهاست.
نتایج پیش بینی شده
این مطالعه که توسط بنیاد ملی علوم و دفتر تحقیقات ارتش آمریکا تامین می شود، نه فقط نظریه های موجود را به چالش می کشد، بلکه منشاء ترکیبی را برای «اثرات کسری کوانتومی هال با حالت برانگیخته غیرتعادلی»(FQHEs) پیشنهاد می دهد.
مزایای این اکتشافات فراتر از محدوده آزمایشگاهی است. این یافته ها می توانند نتایج قابل توجهی برای محاسبات کوانتومی و علم مواد داشته باشد و این پتانسیل را دارند که فناوری های در رابطه با پردازش داده ها و راندمان انرژی را تغییر دهند.
این تیم در نظر دارد این پدیده ها را در وضعیت شدیدتر بررسی کند و از روش های جدید استفاده نماید.
آنها مطمئن هستند که این تلاش جنبه های پیچیده تری از سیستم های کوانتومی را آشکار خواهدنمود و به پیشرفت این فناوری کمک شایان توجهی می کند.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب