اثر کوانتومی در قطعه فلز بزرگی مشاهده شد

اثر کوانتومی در قطعه فلز بزرگی مشاهده شد

بعضی اوقات در دنیای علم مواد، اکتشافات اصلی در مکان‌های غیر منتظره‌ای رخ می‌دهند. محققان آزمایشگاه مواد کوانتومی EPFL در حالی که روی مقاومت یک نوع دلفوسیت به نامPdCoO2 کار می‌کردند، دریافتند که الکترون‌های موجود در نمونه آن‌ها کاملاً مطابق آنچه انتظار می‌رفت، رفتار نمی‌کنند.

هنگامی که یک میدان مغناطیسی اعمال شد‌، الکترون‌ها نشانه‌های ماهیت موج‌مانند خود را حفظ می‌کردند که می‌توانست حتی در شرایط دمای نسبتاً زیاد مشاهده گردد و در اندازه‌های نسبتاً بزرگ ظاهر شود. این نتایج شگفت‌آور که با همکاری چندین موسسه تحقیقاتی بدست آمد می‌تواند مثلاً در محاسبات کوانتومی مفید باشد.

برای درک اهمیت این کشف، باید خود را در مقیاس کوچک اتم‌ها تصور کنیم. در این مقیاس، ما می‌بینیم که فلزات (حتی اگر آن‌ها را کاملاً متراکم در نظر بگیریم) در حقیقت از فضاهای خالی زیادی در اطراف اتم‌ها تشکیل شده‌اند. هنگامی که الکترون‌ها در این فضاهای بینابینی حرکت می‌کنند‌، ماهیت دوگانه دارند و هم به صورت ذره و هم به صورت موج رفتار می‌نمایند. معمولاً حرکات آن‌ها در یک سیم فلزی به واسطه جنبه‌ی ذره‌مانند آن‌ها به خوبی ضبط می‌شود، زیرا ماهیت موج‌مانند آن‌ها به واسطه برهمکنش‌های مختلف دیگر، بسیار ضعیف و پوشانده می‌شود. تاکنون آزمایش‌های محققان تنها در شرایط آزمایشگاهی بسیار خاص‌، به ویژه در دماهای بسیار پایین، از ویژگی موجی الکترون‌ها در فلزات پرده برداشته بود.

نمونه مورد بررسی PdCoO2 بود که در شیمی به عنوان کاتالیزور کاربرد دارد. محققان از مشاهده نوع جدیدی از نوسانات که دارای طول همدوسی قابل توجهی بودند، وقتی نمونه در معرض میدان مغناطیسی قرار گرفت، شگفت زده شدند. این همدوسی هنگام تلاش برای حفظ حالت‌های کوانتومی از اهمیت برخوردار است و شرایطی که در آن اتفاق افتاد، تحت اصول اساسی فیزیک نباید امکان‌پذیر باشد. در این مورد، آن‌ها تا دمای بالغ بر 60 کلوین و مقیاس‌های طولی بالغ بر 12 میکرون مورد توجه قرار گرفتند.

محققان می‌گویند: «این واقعاً تعجب‌آور است. این اولین باری است که این اثر کوانتومی در چنین قطعه بزرگی از فلز مشاهده شده است. ممکن است دوازده میکرومتر کوچک به نظر برسد، اما برای ابعاد یک اتم، غول‌پیکر است. این مقیاس طول حیات زیستی مانند جلبک‌ها و باکتری‌هاست». قدم بعدی، تلاش و درک بهتر این پدیده در چنین مقیاسی است، اما محققان در حال حاضر به احتمالات بسیاری، به ویژه در زمینه محاسبات کوانتومی فکر می‌کنند.
منبع:‌phys.org
 
 
امتیاز دهی
 
 

نظر شما
نام  
پست الكترونيک
وب سایت
متنی که در تصویر می بینید عینا تایپ نمایید
نظر
login