اكتشف فريق دولي من علماء الفيزياء حالة كمية يرتبط فيها اصطفاف الذرات
للوهلة الأولى ، المواد الكمومية لا تفعل ذلكيختلف عن المواد العادية ، لكن لا تزال هناك اختلافات ، كما يقول الباحثون. داخل هذه المواد ، تتفاعل الإلكترونات بكثافة غير عادية مع بعضها البعض ومع ذرات الشبكة البلورية. يؤدي هذا التفاعل الوثيق إلى تأثيرات كمية قوية تظهر ليس فقط على المستوى المجهري ولكن أيضًا على النطاق العياني.
بفضل هذه التأثيرات ، المواد الكموميةلها خصائص غير عادية. على سبيل المثال ، يمكنهم توصيل الكهرباء دون أي خسارة على الإطلاق في درجات الحرارة المنخفضة. في الوقت نفسه ، حتى التغييرات الطفيفة في درجة الحرارة أو الضغط أو الجهد الكهربائي كافية لتغيير سلوك المادة بشكل جذري.
السائل الكمي. الصورة: نان تانغ وآخرون، فيزياء الطبيعة
سعى الباحثون في عملهم إلى الإبداعمادة كمومية لن تغير خصائصها بغض النظر عن درجة حرارة البيئة. استخدموا مزيجًا من عدة عناصر - البراسيوديميوم والزركونيوم والأكسجين. افترض الباحثون أنه في هذه المادة ، فإن خصائص الشبكة البلورية تسمح لدوران الإلكترونات بالتفاعل بطريقة خاصة مع المدارات التي "تتحرك" فيها حول نوى الذرات.
بعد سلسلة من المحاولات ، تمكن الباحثون من ذلكإنشاء بلورات نقية بدرجة كافية بحيث لا تؤثر الشوائب وعدم التجانس على الخصائص المحسوبة. قاموا بتبريد العينة إلى 20 مللي كلفن (واحد على خمسين درجة من الصفر المطلق). أظهرت نتائج التجارب أنه في هذه الحالة تحتفظ المادة بـ "خصائص السائل - لا يتم ترتيب لفات الإلكترون. يقول المؤلفون إن هذه هي الملاحظة الأولى لحالة كمية غير عادية. يقارنونه بـ "الماء الذي لا يتجمد أبدًا".
المنشأة المبردة المستخدمة في التجربة. الصورة: يورغن جيبمان ، HZDR
يمكن أن تكون الحالة الكمومية الجديدةيمكن استخدامها لتطوير أجهزة استشعار كمية شديدة الحساسية ، كما يعتقد العلماء. نظرًا لأن طبيعتها الكمية تجعلها شديدة الحساسية للمنبهات الخارجية ، يمكن لمثل هذه المستشعرات تسجيل المجالات المغناطيسية أو درجات الحرارة بدقة أكبر بكثير من الأجهزة التقليدية.
قراءة المزيد:
تم إسقاط البيضة من الفضاء: انظر ماذا حدث لها
الأميبا آكلة الدماغ تنتشر في الولايات المتحدة: هل هناك خطر على روسيا
انظر كيف تبدو امرأة ثورا. عاشت قبل 800 عام