فرمیونها توانستند بوزونهایی که حامل نیرو و متحرک به هر سو هستند را به حالت بسیار منظم درآورد
دانشمندان همیشه به دنبال ماده عجیب و غریب و شگفتانگیز بعدی هستند و تازه آن را پیدا کردهاند: یک عایق بوجود آمده از ذرات زیر اتمی "بوزون" و اکنون سعی دارند تا نام یک نام با معنی برایش بیابند.
این کشف هم یک ماده جدید است و هم یک حالت کاملا جدید از ماده. در حالیکه هر ماده از اتم که خود شامل الکترون، پروتون و نوترون است تشکیل شده، خود این ذرات (بجز الکترون) خود از ذرات زیر اتمی تشکیل شدهاند. ما مدتها در ابتدا فکر میکردیم که "اتم" کوچکترین ذره غیر قابل تقسیم است، اکنون و فعلا آن را به هفده ذره زیر اتمی در چهار نوع مختلف تقسیم میکنیم.
علمی؛ دانشمندان یک ماده عجیب با یک حالت جدید ماده را کشف کردند که از ذرات زیر اتمی ساخته شده و سعی دارند تعریفش کنند
این ماده تشکیل شده از شبکهای از لایهای از تنگستن دیزلنید و لایهای از دی سولفید تنگستن که روی هم قرار گرفتهاند اما به طور کامل هم تراز نیستند. این ناهماهنگی جزئی، چیزی را ایجاد میکند که به عنوان الگوی "موآر" شناخته میشود، و این الگو اکنون ویژگیهای جالبی را نشان میدهد. برای درک ویژگیهای این ماده، باید ذرات زیر اتمی "بوزون" و "فرمیون" را بشناسیم. در سطح کوانتومی زیر اتمی، ذرات به دو نوع اصلی گروهبندی میشوند: بوزونها (حامل نیرو مانند فوتونها) که میتوانند حالت کوانتومی یکسانی داشته باشند و فرمیونها (ذرات ماده مانند الکترون) که نمیتوانند. معمولا کار با فرمیونها راحتتر است.
دانشمندان میگویند که آنها اصولا کارشان ساخت یک ماده جدید از فرمیونهاست اما آنها اخیرا هدف جدیدی را دنبال کردهاند: ساخت یک ماده جدید از بوزونهایی که نیرو دارند و میتوانند با هم تعامل داشته باشند. جالب است که فرمیونها اسپینهای کوانتومی نیمه صحیح دارند (مثل نصف، ۳/۲ یا ۵/۲) که کار با آنها را جالبتر از بوزونهایی میکنند که مقادیر آنها اعداد صحیح بدون اعشار هستند. برای مثال دو فرمیون، که یکی مانند الکترون با بار منفی دارد، در مقابل یک فرمیون دیگر که بار مثبت دارد و تکمیل کننده اعشار الکترون است میتوانند یک "اکسایتون" بسازند که این مجموعه بعلت داشتن یک مقدار عدد صحیح میتواند با یک ذره بوزون تعامل کند.
اما محققان اکنون میگویند با استفاده از یک تکنیک مبتنی بر نور به نام "طیفسنجی پمپ - کاوشگر"، رفتار اکسیتونها را در سیستم الکترونهای دی سولفید تنگستن و سوراخهای دیزلنید تنگستن، ایجاد و بررسی کردهاند. دانشمندان مشاهده کردند که اکسایتونها وقتی به یک چگالی معینی که بر اثر فعل و انفعالات قوی میرسند، دیگر قادر به حرکت نیستند. اینعدم تحرک منجر به یک حالت کریستالی میشود که به عنوان یک عایق، یک ماده خاص و حالتی که قبلا دیده نشده بود عمل میکند.
"ریچن شیونگ" فیزیکدان دانشگاه "یوسیاسبی" میگوید: "آنچه در اینجا اتفاق افتاد این است که ما همبستگی را کشف کردیم که بوزونهایی که حامل نیرو و متحرک به هر سو هستند را به حالت بسیار منظم درآورد. این گروه فکر میکند که رویکرد آنها میتواند منجر به کشف مواد بوزونی بیشتری شود و روشی بهتر برای همه دانشمندان برای مطالعه بوزونها در سناریوهای واقعیست و نه در سیستمهای شبیهسازی مصنوعی. در مجموع بیشترین مشکل دانشمندان کنترل بوزونها برای ساخت مواد و بررسی آنها بوده است.
در حالی که اکسایتونها در گذشته به خوبی مورد مطالعه قرار گرفتهاند، آنچه در اینجا قابل توجه است واکنشهای قوی آنها با یکدیگر و ویژگیهای حاصله ایجاد شده توسط آنهاست. دانشمندان میگویند: "ما میدانیم که برخی از مواد دارای خواص بسیار عجیب و غریب هستند و یکی از اهداف فیزیک ماده اینست که بفهمیم چرا، در عین اینکه راههایی کشف کنیم که این رفتارها را توضیح دهند و به واسطه آنها کشفهای جدیدتری کنیم".
این کشف هم یک ماده جدید است و هم یک حالت کاملا جدید از ماده. در حالیکه هر ماده از اتم که خود شامل الکترون، پروتون و نوترون است تشکیل شده، خود این ذرات (بجز الکترون) خود از ذرات زیر اتمی تشکیل شدهاند. ما مدتها در ابتدا فکر میکردیم که "اتم" کوچکترین ذره غیر قابل تقسیم است، اکنون و فعلا آن را به هفده ذره زیر اتمی در چهار نوع مختلف تقسیم میکنیم.
علمی؛ دانشمندان یک ماده عجیب با یک حالت جدید ماده را کشف کردند که از ذرات زیر اتمی ساخته شده و سعی دارند تعریفش کنند
این ماده تشکیل شده از شبکهای از لایهای از تنگستن دیزلنید و لایهای از دی سولفید تنگستن که روی هم قرار گرفتهاند اما به طور کامل هم تراز نیستند. این ناهماهنگی جزئی، چیزی را ایجاد میکند که به عنوان الگوی "موآر" شناخته میشود، و این الگو اکنون ویژگیهای جالبی را نشان میدهد. برای درک ویژگیهای این ماده، باید ذرات زیر اتمی "بوزون" و "فرمیون" را بشناسیم. در سطح کوانتومی زیر اتمی، ذرات به دو نوع اصلی گروهبندی میشوند: بوزونها (حامل نیرو مانند فوتونها) که میتوانند حالت کوانتومی یکسانی داشته باشند و فرمیونها (ذرات ماده مانند الکترون) که نمیتوانند. معمولا کار با فرمیونها راحتتر است.
دانشمندان میگویند که آنها اصولا کارشان ساخت یک ماده جدید از فرمیونهاست اما آنها اخیرا هدف جدیدی را دنبال کردهاند: ساخت یک ماده جدید از بوزونهایی که نیرو دارند و میتوانند با هم تعامل داشته باشند. جالب است که فرمیونها اسپینهای کوانتومی نیمه صحیح دارند (مثل نصف، ۳/۲ یا ۵/۲) که کار با آنها را جالبتر از بوزونهایی میکنند که مقادیر آنها اعداد صحیح بدون اعشار هستند. برای مثال دو فرمیون، که یکی مانند الکترون با بار منفی دارد، در مقابل یک فرمیون دیگر که بار مثبت دارد و تکمیل کننده اعشار الکترون است میتوانند یک "اکسایتون" بسازند که این مجموعه بعلت داشتن یک مقدار عدد صحیح میتواند با یک ذره بوزون تعامل کند.
اما محققان اکنون میگویند با استفاده از یک تکنیک مبتنی بر نور به نام "طیفسنجی پمپ - کاوشگر"، رفتار اکسیتونها را در سیستم الکترونهای دی سولفید تنگستن و سوراخهای دیزلنید تنگستن، ایجاد و بررسی کردهاند. دانشمندان مشاهده کردند که اکسایتونها وقتی به یک چگالی معینی که بر اثر فعل و انفعالات قوی میرسند، دیگر قادر به حرکت نیستند. اینعدم تحرک منجر به یک حالت کریستالی میشود که به عنوان یک عایق، یک ماده خاص و حالتی که قبلا دیده نشده بود عمل میکند.
"ریچن شیونگ" فیزیکدان دانشگاه "یوسیاسبی" میگوید: "آنچه در اینجا اتفاق افتاد این است که ما همبستگی را کشف کردیم که بوزونهایی که حامل نیرو و متحرک به هر سو هستند را به حالت بسیار منظم درآورد. این گروه فکر میکند که رویکرد آنها میتواند منجر به کشف مواد بوزونی بیشتری شود و روشی بهتر برای همه دانشمندان برای مطالعه بوزونها در سناریوهای واقعیست و نه در سیستمهای شبیهسازی مصنوعی. در مجموع بیشترین مشکل دانشمندان کنترل بوزونها برای ساخت مواد و بررسی آنها بوده است.
اگرچه قرار نیست این ماده بوزونی تازه کشف شده، مانند بسیاری از مواد دیگر بلافاصله کاربرد آنی و عملی پیدا کند، یا شاید هر کسی فکر کند که چنین کشفی آنقدرها هم مهم نیست، اما در کل تاریخ نشان داده شده که همین خلاقیتهای جدید و عجیب و غریب به دانشمندان کمک میکنند تا بفهمند جهان اطراف ما چگونه کنار هم قرار گرفته و با یک ایده جدید، چندین قدم شگفتآور به سمت آینده برداریم.
در حالی که اکسایتونها در گذشته به خوبی مورد مطالعه قرار گرفتهاند، آنچه در اینجا قابل توجه است واکنشهای قوی آنها با یکدیگر و ویژگیهای حاصله ایجاد شده توسط آنهاست. دانشمندان میگویند: "ما میدانیم که برخی از مواد دارای خواص بسیار عجیب و غریب هستند و یکی از اهداف فیزیک ماده اینست که بفهمیم چرا، در عین اینکه راههایی کشف کنیم که این رفتارها را توضیح دهند و به واسطه آنها کشفهای جدیدتری کنیم".
بیشتر بخوانید:
- علمی و شگفتانگیز؛ کشف سیاهچالهای که با حرکتش هم کهکشان و ستاره میبلعد و هم ستاره میزاید
- علمی؛ کِرمچالهها ممکن است مانند سیاهچالهها نور را خم کنند، و این میتواند راه پیدا کردن آنها باشد
- علمی؛ ادعای تکاندهنده جدید دانشمندان: شیمی چگونگی آغاز حیات را کشف کردیم
- علمی؛ ادعای جدید دانشمندان: در آزمایشگاه از هیچ ماده ساختیم
- کشف ماده تاریک برای اولینبار از تجزیه تحلیل اولین نورهای ۱۲ میلیارد سال پیش جهان با کمک تصاویر تلسکوپها
- علمی؛ آغاز بزرگترین تلاش بشر برای حل اسرار ماده تاریک
- دانشمندان کانادایی: ضد این جهان که در آن زمان به عقب میرود میتواند ماده تاریک را توجیه کند
- دو یافتهای که میتواند دنیا را عوض کند
- کشف شش کهکشان بدام افتاده در تار عنکبوتی یک سیاهچاله
- استیون هاوکینگ : زمین تا کمتر از 600 سال دیگر به توپ آتش تبدیل و بشریت از بین میرود
اگر شما همکاری گرامی ما هستی، مرسی که این مطلب را خواندی، اما کپی نکن و با تغییر به نام خودت نزن، خودت زحمت بکش!
پروتکل علمی - پزشکی جهانی برای مقابله کلیه ویروسهایی مانند کرونا که انتقالشان از طریق بسته هوایی است:
۱- ماسک ان-۹۵ بزنید، کرونا از ماسکهای معمولی رد میشود. ۲- فیلتر هوای قوی هپا بگذارید. ۳- تا جایی که میتوانید از مردم حذر کنید. ۴- تغذیه خوب و سالم داشته باشید، مقادیر زیاد ویتامین C و D مصرف کنید. ۵- بسیار ورزش کنید. ۶- اگر توانستید حتما واکسن بزنید.
۱- ماسک ان-۹۵ بزنید، کرونا از ماسکهای معمولی رد میشود. ۲- فیلتر هوای قوی هپا بگذارید. ۳- تا جایی که میتوانید از مردم حذر کنید. ۴- تغذیه خوب و سالم داشته باشید، مقادیر زیاد ویتامین C و D مصرف کنید. ۵- بسیار ورزش کنید. ۶- اگر توانستید حتما واکسن بزنید.
Date: چهارشنبه, ژوئن 21, 2023 - 21:30
درباره نویسنده/هنرمند
Arash Moghaddam آرش مقدم مدرک کارشناسی کامپیوتر و تخصص تولید رسانه دیجیتال دارد و مدیریت تولید بیش ۹ رسانه تصویری، چاپی و اینترنتی را بعهده داشته است. |
ویراستار اول: آرش مقدم؛ ویراستار نهایی: پر ابراهیمی - ویراستاری موقت: عباس حسنلو
ویراستار اول: آرش مقدم؛ ویراستار نهایی: پر ابراهیمی - ویراستاری موقت: عباس حسنلو