با ابداع روشی خاص؛
فیزیکدانان با کشف وضعیت جدیدی از ماده کریستال های بوزون ساختند
به گزارش سایت امن، فیزیکدانان از یک تکنیک جدید برای ترغیب ذرات فرمیون و تبدیل به بلور بوزون در یک ماده جدید استفاده کردند.
به گزارش سایت امن به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، فرمیون ها ذراتی هستند که بوسیلهٔ آمار فرمی-دیراک توصیف می شوند و تمایلی ندارند در کنار هم قرار بگیرند. به عبارت دیگر فرمیون ها منزوی هستند و هیچ دو فرمیونی نمی تواند در یک لحظهٔ معین، یک حالت کوانتومی را اشغال کنند. فرمیون ها و بوزون ها ذرات اصلی در یک مدل استاندارد از فیزیک ذرات به شمار می روند. علاوه بر آن فرمیون ها از مواد اصلی ساخت مواد به حساب می آیند. بوزون ها هم یکی از نیروهای بنیادین طبیعت را منتقل می کنند. مشخصه هر دو آنها اسپین است. فرمیون ها دارای اسپین نیمه صحیح (بنابراین۱.۲، ۳.۲، و غیره) و بوزون ها دارای اسپین عدد صحیح کامل (۱، ۲ و غیره). اسپین از خاصیت های بنیادی ذرات ریز اتمی است که معادل کلاسیک ندارد و یک خاصیت کوانتومی به شمار می آید. نزدیک ترین خاصیت کلاسیک به اسپین اندازه حرکت زاویه ای است. این فرآیند یک پدیده جالب به نام اکسیتون است که در این وضعیت الکترونی با بار منفی( فرمیون) به فرمیونی با بار مثبت پیوند می خورد که نام«چاله» شناخته می شود. بدین سان ۲ اسپین نیمه صحیح ترکیب می شوند تا یک اسپین صحیح یا همان ذره بوزونیک را به وجود بیاورند. به صورت معمول بررسی بوزون ها خیلی سخت تر از فرمیون ها است. مشخصه فرمیون ها برهم کنش شان با نیروی الکترواستاتیک است که سبب می شود تعامل و مطالعه آنها حدودا آسان شود. بوزون ها مانند فوتون ها علاقه ای به برهمکنش با یکدیگر ندارند و به سختی ساخته می شوند. ازاین رو مطالعه آنها سخت تر است. محققان دانشگاه سانتاباربارا ایالت کالیفرنیا خواستند تا روشی معتبر برای ایجاد و نگهداری بوزون ها در حالتی ایجاد کنند که بتوان خصوصیت های این ذرات را بهتر مطالعه و بررسی کرد. درهمین راستا آنها روشی نوین یافتند. این تکنیک شامل برداشتن ۲ شبکه از جنس دی زلنیدتنگستن و دی سولفیدتنگستن و قراردادن لایه هایی از آنها روی یکدیگر با اندکی چرخش بود. به صورت دقیق تر به جای آنکه تلاش شود الگوهای شبکه به سمت بالا کشیده شوند، یکی از آنها کمی در زاویه پیچ داده و الگویی به نام moiré به وجود آمد. تاثیرmoiré تداخل مکانیکی نور توسط شبکه های روی هم قرار گرفته از خطوط است. محققان با تاباندن پالس های قدرتمند نور به این الگو توانستند اکسیتون های بین دو شبکه را فعال و همینطور با تشکیل کریستال های بوزونیک رفتار آنها را بررسی نمایند. ریچن شیونگ مولف ارشد پژوهش در اینباره می گوید: ما یک وضعیت جدید از ماده « یک عایق همبسته بوزونی» را کشف کردیم. به صورت معمول محققان زمان و تلاش زیادی را صرف می کنند تا متوجه شوند وقتی فرمیون ها کنار هم قرار می گیرند، چه اتفاقی می افتد. نکته مهم تحقیق ما آنجاست که یک ماده جدید از بوزون های درحال تعامل ساختیم. هرچند معروف است که بوزون ها در دمای بسیار سرد و تحت شرایط خاص متراکم می شوند، اما بوزون های این پژوهش در دماهای بالا متراکم شدند. این روند تا زمانی ادامه یافت که یک ساختار کریستالی جامد به وجود آمد.
منبع: سایت امن
اگر پسندیدید لاک کنید:
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان سایت امن در مورد این مطلب