ينتمي موضوع البحث إلى فئة الموصلات الفائقة التي تصبح فائقة التوصيل عندما
ومع ذلك ، فإن هذه ما يسمى ارتفاع درجة الحرارةلا تزال الموصلات الفائقة غير مفهومة تمامًا. يقول ريكاردو كومين ، الأستاذ المساعد للفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "إن الإثارات والديناميكيات المجهرية ضرورية لفهم الموصلية الفائقة ، ولكن بعد 30 عامًا من البحث ، لا تزال العديد من الأسئلة مفتوحة".
في عام 2015 ، اكتشف العلماء نوعًا جديدًاموصل فائق عالي الحرارة: لوح من سيلينيد الحديد بسماكة طبقة ذرية واحدة فقط ، قادرة على التوصيل الفائق عند درجة حرارة -208.15 درجة مئوية. في المقابل ، عينات ضخمة من نفس المادة فائقة التوصيل عند درجة حرارة أقل بكثير (-265.15 درجة مئوية). أثار هذا الاكتشاف موجة من التحقيقات.
في المعدن العادي ، تتصرف الإلكترونات بنفس الطريقةمثل الأفراد الذين يرقصون في غرفة. في معدن فائق التوصيل ، تتحرك الإلكترونات في أزواج ، مثل الأزواج في الرقص. وتتحرك كل هذه الأزواج في انسجام تام ، كما لو كانت جزءًا من تصميم الرقصات الكمومي ، مما أدى في النهاية إلى إنشاء نوع من السوائل الإلكترونية الفائقة.
لقد عرف العلماء منذ فترة طويلة أنه أمر عاديفي الموصلات الفائقة ، يتشكل "الصمغ" الذي يربط الإلكترونات معًا بحركة الذرات داخل المادة. يقول كومين: "إذا نظرت إلى مكان جلوس ثابت على طاولة ، يبدو أنه لا يفعل شيئًا". ومع ذلك ، يحدث الكثير على نطاق النانو. داخل هذه المادة ، تطير الإلكترونات في جميع الاتجاهات الممكنة ، وتهتز الذرات ؛ يهتزون. في الموصلات الفائقة التقليدية ، تستخدم الإلكترونات الطاقة المخزنة في حركة الذرة لتكوين أزواج.
"الغراء" وراء ترابط الإلكتروناتالموصلات الفائقة لدرجات الحرارة العالية ، وغيرها. اقترح العلماء أنه مرتبط بخاصية محددة للإلكترونات - الدوران. يقول جوناثان بيليسياري ، مساعد فيزيائي في مختبر بروكهافن الوطني: "يمكن اعتبار الدوران كمغناطيس أولي". الفكرة هي أنه في الموصل الفائق ذي درجة الحرارة العالية ، يمكن للإلكترونات أن تأخذ بعض الطاقة من هذه السبينات. وهذه الطاقة هي "الصمغ" الذي يستخدمونه لإنشاء زوج.
حتى الآن ، اعتقد معظم الفيزيائيين ذلكمن المستحيل اكتشاف أو قياس إثارة الس inين في مادة لا يزيد سمكها عن طبقة ذرية. لكن الفيزيائيين لم يكتشفوا فقط إثارة الدوران ، لكنهم أظهروا أيضًا ، من بين أمور أخرى ، أن ديناميكيات الدوران في عينة فائقة الرقة تختلف اختلافًا كبيرًا عن ديناميكيات الدوران في عينة ضخمة. على وجه الخصوص ، كانت طاقة الدورات المتقلبة في العينة فائقة النحافة أعلى بكثير - أربع أو خمس مرات - من طاقة السبينات في العينة السائبة. تم استخدام أداة نثر الأشعة السينية غير المرنة (RIXS) للدراسة.
يقول بيليسياري: "هذا هو أول دليل تجريبي على إثارة الدوران في مادة رقيقة ذريًا.
انظر أيضا:
بطاريات جديدة مصنوعة من الألومنيوم والجرافين تشحن 60 مرة أسرع
تم العثور على فراشة ضخمة في أستراليا. جناحيها 25 سم
انظر إلى تصميم iPhone 13 Pro المستقبلي