كشف انقلابی در دمای پایین: ابررسانایی با اسپین بالا
پروژه آسان كشف انقلابی در دمای پایین: ابررسانایی با اسپین بالا
به گزارش پروژه آسان به نقل از ایسنا، یكی از اهداف نهایی فیزیك نوین، استفاده از قدرت ابررسانایی است. ابررسانایی، پدیده ای است كه در دماهای بسیار پایین برای بعضی از مواد رخ می دهد. در حالت ابررسانایی، مقاومت الكتریكی ماده دقیقا صفر می گردد و ماده به خصوصیت دیامغناطیس كامل می رسد، یعنی میدان مغناطیسی را از درون خود طرد می كند. هنگامی كه الكتریسیته درون ماده ای جاری می شود، مثلا هنگامی كه برای روشن كردن یك لامپ درون سیم ها جریان می یابد، ظاهرا به سرعت منتقل می شود؛ اما درحقیقت، الكتریسیته با الكترون هایی حمل می گردد كه در ساختار مولكولی ماده حركت می كنند و با هر برخورد به اتم یا مولكول، قدری از انرژی خویش را از دست می دهند. به علت همین مقاومت است كه شبكه های توزیع جریان الكتریكی تا ۷درصد از انرژی خویش را از دست می دهند؛ اما وقتی بعضی از مواد تا دمای بسیار پایین و نزدیك به صفر كلوین (۲۷۳- درجه سانتی گراد) سرد می شوند، اتفاق دیگری رخ می دهد. در این مواد، الكترون ها بدون مقاومت و به صورت منظم جریان می یابند. این پدیده را ابررسانایی می نامیم. هم اكنون، ابررسانایی برای تولید میدان های مغناطیسی قوی در دستگاه های ام آرآی، و قطارهای تعلیق مغناطیسی مگ لو (maglev) و شتاب دهنده های ذرات بنیادی به كار گرفته شده است. باوجودآنكه پیشرفت در این زمینه كند بوده، فیزیك دانان اخیرا به كشف غیرمنتظره ای دست یافته اند. پژوهشگران دانشگاه مریلند ابررسانایی كشف كرده اند كه عملكردش به دیگر ابررساناهایی كه تابحال دیده شده است، شباهتی ندارد. ابررسانای جدید «YPtBi» (بر اساس تركیب عناصر سازنده اش) نام دارد و جالب تر این كه برخلاف ابررساناهای معمول، در شرایط عادی حتی رسانای خوبی برای جریان الكتریكی نیست. هرچند این روش پیش ازاین به شكل نظری در ساختارهای غیرفلزی پیش بینی شده بود، اما این اولین بار می باشد كه پژوهشگران توانسته اند آن را در آزمایشگاه بررسی كنند و جالب تر این كه با دیگر پدیده های ابررسانایی شناخته شده تفاوت دارد. راز این تفاوت در یكی از خواص ذاتی ذرات زیراتمی به نام تكانه زاویه ای ذاتی (spin) یا اسپین نهفته است. در ابررسانای معمولی، الكترون ها با اسپین یك دوم (۲/۱) جفت می شوند و با تاكید بر نوسان های ساختار اتمی، بی هیچ مقاومتی جریان پیدا می كنند؛ اما گروه پژوهشی دانشگاه مریلند در آزمایش های خود به این نتیجه رسید كه ابررسانای جدید «YPtBi» حاصل تعامل ذراتی با اسپین سه دوم (۲/۳) است. «ژان پیر پگلاین» (Johnpierre Paglione)، نویسنده ارشد مقاله این پژوهش می گوید: «هیچ كس تصور نمی كرد چنین كشفی در مواد جامد امكان پذیر باشد. حالت بالای اسپین در تك اتم ها ممكن است دیده شود، اما هنگامی كه اتم ها در كنار هم و به حالت جامد قرار می گیرند، معمولا این وضعیت از بین می رود و اسپین آن ها به یك دوم می رسد.» این پژوهش در مجله «Science Advances» به چاپ رسیده است. ۵۴۵۴
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب