یک گروه جدید از ذرات کوانتومی مشاهده شد
بی دانلود: محققان آمریکایی یک گروه جدید از ذرات کوانتومی را مشاهده کرده اند که می توانند به بهبود کامپیوتر های کوانتومی کمک کنند.
به گزارش بی دانلود به نقل از ایسنا، محققان «دانشگاه براون»(Brown University) گروهی از مواد کوانتومی را مشاهده کرده اند که «اکسیتون های کسری» نام دارند.
به نقل از آی ای، در بیانیه مطبوعاتی این گروه پژوهشی آمده است: این ذرات که درک سنتی را در رابطه با مکانیک کوانتومی به چالش می کشند، می توانند نتایج قابل توجهی را برای توسعه کامپیوتر های کوانتومی آینده داشته باشند.
فراتر از قلمرو دنیای فیزیک که در آن ذرات در نقش های ساده ای مانند حمل بار یا وجود ماده ظاهر می شوند، دنیای کوانتوم وجود دارد که در آن ذرات از موانع جامد می گذرند یا از فواصل بزرگ با هم ارتباط برقرار می کنند؛ حتی اگر به هیچ وجه به یکدیگر متصل نباشند.
دانشمندان درحال کاوش در مکانیک این جهان هستند تا بتوان از آن برای پیشرفت فناوری ها استفاده نمود. با این حال، نکات ناشناخته زیادی باقیمانده اند که در انتظار کشف شدن هستند؛ مانند اکسیتون های کسری که محققان دانشگاه براون برای نخستین بار مشاهده نمودند.
اکسیتون در مکانیک کوانتومی، ذره ای است که از ترکیب یک الکترون و یک حفره مثبت تشکیل شده که بسمت آن جذب می شود. اکسیتون ها بار ندارند لذا تشخیص آنها دشوار می باشد. دانشمندان با عنایت به محاسبات نظری می دانند که اکسیتون های کسری وجود دارند، اما تشخیص آنها سخت تر است.
اینجاست که محققان براون از «اثر کسری کوانتومی هال» استفاده کردند. بر مبنای اثر کلاسیک کوانتومی هال، وقتی جریان الکتریکی به ماده ای که در میدان مغناطیسی قرار دارد اعمال می شود، ولتاژ جانبی تولید می کند. این پدیده در دماهای بسیار پایین و میدان های مغناطیسی بالا، با افزایش ولتاژ در پرش های واضح و جداگانه رخ می دهد. در اثر کسری کوانتومی هال، پرش ها در مقادیر کسری اتفاق می افتند.
محققان از این اطلاعات برای مشاهده الکترون های کسری استفاده کردند. آنها با استفاده از دو لایه گرافین، یک نانوماده دوبعدی ساختند که بوسیله ی یک ماده عایق به نام نیترید بور از هم جدا شدند. این نانوماده به کنترل دقیق بارهای الکتریکی و تولید اکسیتون در تنظیمات آزمایشی کمک کرد.
سپس، این سیستم در معرض میدان های مغناطیسی میلیونها بار قویتر از میدان مغناطیسی زمین قرار گرفت و جریان اکسیتون کسری مشاهده شد. ذرات معمولاً در دو گروه بوزون ها و فرمیون ها وجود دارند. بوزون ها می توانند حالت های کوانتومی را نشان دهند؛ در حالیکه فرمیون ها این طور نیستند. اکسیتون های کسری به صورت انحصاری هیچ کدام از این رفتارها را نشان ندادند، بلکه تلفیقی از این دو را به نمایش گذاشتند.
آنیون ها ذراتی هستند که رفتاری مشابه رفتار بوزون ها و فرمیون ها از خود نشان می دهند، اما اکسیتون های کسری، خصوصیت هایی را به نمایش می گذارند که با رفتار آنیون ها متفاوت هستند. «نایوان ژانگ»(Naiyuan Zhang)، دانشجوی دانشگاه براون و از محققان این پروژه اظهار داشت: این رفتار غیر منتظره نشان داده است که اکسیتون های کسری می توانند یک گروه کاملا جدید از ذرات را با خصوصیت های کوانتومی منحصربه فرد نشان دهند.
«جیا لی»(Jia Li)، دانشیار فیزیک دانشگاه براون و از محققان این پروژه، اظهار داشت: ما یک بعد جدید را برای کاوش و تنظیم این پدیده باز کرده ایم و تازه به سطح رسیده ایم. این اولین باری است که نشان داده ایم این نوع ذرات به شکل تجربی وجود دارند و الان درحال بررسی عمیق تر آن هستیم.
این پژوهش در مجله «Nature» به چاپ رسید.
منبع: beedownload.ir
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب