به گزارش ثریا - یک تیم بینالمللی از محققان با کشف یک شبهذره گریزان به نام پولارون(polaron) در یک ماده معدنی کمیاب و منحصر به فرد، یک معمای دیرینه در فیزیک کوانتومی را حل کردهاند.
این کشف که توسط دانشمندان دانشگاه کیل(Kiel) و مرکز تحقیقات «DESY» از جمله پروفسور کای راسناگل(Kai Rossnagel) انجام شده است، توضیح میدهد که چگونه این ماده میتواند به طور ناگهانی از یک فلز رسانای الکتریسیته به یک عایق کامل تبدیل شود.
این معما بر ترکیبی از تولیم(thulium)، سلنیوم(selenium) و تلوریم(tellurium) با فرمول شیمیایی «TmSe₁₋ₓTeₓ» متمرکز بود. فیزیکدانان از اینکه چرا این ماده پس از رسیدن محتوای تلوریم به تقریباً ۳۰ درصد، ناگهان از رسانایی جریان متوقف میشود (تغییری که ترکیب شیمیایی اولیه آن نمیتوانست توضیح دهد) گیج شده بودند.
رقص الکترونها و اتمها
پاسخ، یک ذره ساده نیست، بلکه یک موجودیت مرکب است. یک «پولارون» زمانی تشکیل میشود که یک الکترون به شدت با ارتعاشات اتمهای اطراف خود جفت میشود و یک حالت ترکیبی جدید ذرهای ایجاد میکند.
محققان در یک بیانیه مطبوعاتی توضیح دادند: «پولارون» را میتوان به عنوان نوعی رقص بین یک الکترون و اتمها توصیف کرد. در این ماده، الکترون با کمی اعوجاج در ساختار اتمی کریستال حرکت میکند که قابل مقایسه با یک فرورفتگی است که از طریق شبکه کریستالی عبور میکند.
این جفت شدن به طور مؤثر الکترونها را کند میکند و در نهایت باعث میشود ماده رسانایی خود را از دست بدهد و به یک عایق تبدیل شود.
استفاده از پرتو ایکس قوی
این تیم پس از سالها تحقیق مستمر، این پدیده را کشف کرد. محققان با استفاده از طیفسنجی گسیل نوری با وضوح بالا در تأسیسات مختلف سینکروترون جهانی، ماده را با پرتو ایکس قوی و شدید بمباران کردند تا رفتار الکترونهای آن را مطالعه کنند.
سالها بود که یک «سیگنال کوچک اضافی» در اندازهگیریهای آنها ظاهر میشد که یک «برآمدگی کوچک» در کنار سیگنال اصلی بود که تیم در ابتدا آن را به عنوان یک خطای فنی در نظر گرفت.
این تیم خاطرنشان کرد: این سیگنال در اندازهگیریهای مکرر دوباره ظاهر شد که باعث یک تحقیق سیستماتیک به رهبری دکتر چول-هی مین(Chul-Hee Min) شد. وی تحقیق در مورد این ماده را از سال ۲۰۱۵ آغاز کرد.
این موفقیت زمانی حاصل شد که تیم با نظریهپردازان همکاری کرد. آنها یک چارچوب نظری استاندارد، معروف به «مدل دورهای اندرسون» را برای گنجاندن جفت شدن الکترونها با ارتعاشات اتمی تطبیق دادند.
«مین» توضیح داد: این گام تعیینکننده بود. به محض اینکه این برهمکنش را در محاسبات گنجاندیم، شبیهسازی و اندازهگیریها کاملاً با هم مطابقت داشتند.
پیامدها برای مواد کوانتومی
در حالی که پولارونها یک مفهوم نظری شناخته شده بودند، این مطالعه اولین باری است که وجود آنها را به صورت تجربی در این دسته خاص از «مواد کوانتومی» اثبات میکند.
محققان معتقدند که این یافتهها میتوانند پیامدهای قابل توجهی فراتر از این ترکیب داشته باشند. تصور میشود اثرات جفت شدن مشابه در سایر مواد پیشرفته، از جمله ابررساناهای دمای بالا و مواد دوبعدی نیز وجود داشته باشد.
«راسناگل» گفت: چنین اکتشافاتی اغلب از تحقیقات پایه مداوم ناشی میشوند، اما آنها دقیقاً همان چیزی هستند که میتوانند در درازمدت به فناوریهای جدید منجر شوند.
موفقیت این تیم در شناسایی «پولارون»، نه تنها تغییر عجیب این ماده از فلز به عایق را توضیح میدهد، بلکه یک مفهوم نظری کلیدی را در دسته جدیدی از مواد تأیید میکند.
این کار، مسیر جدیدی از تحقیقات را باز میکند و به دانشمندان اجازه میدهد تا بررسی کنند که چگونه میتوان از این «رقص» میان الکترونها و اتمها در سایر سیستمهای کوانتومی استفاده کرد.
این یافتهها در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.
منبع : شبه ذره
تصویری از کلاهک خیبرشکن و فتاح سوار بر بوستر حاج قاسم
درخواست برای تفکیک زمان پذیرش رشتههای بدون آزمون
زائران با سامانه هوشمند «هم موکب» دغدغه اسکان ندارند
راهاندازی «بازوی طریق» سامانه هوشمند خدمات به زائران اربعین
مطالبه بزرگ امت اسلام در اربعین امسال خونخواهی قائد شهید است
مفاهیم نهجالبلاغه را در پیادهروی اربعین ترویج کنیم
چه افرادی بدون آنکه به کربلا بروند زائر اباعبدالله هستند؟
مایک لی بازنشسته میشود؛ بیماری نمیگذارد فیلم بسازم
خنیاگران خیام با «مهرگان» آمدند؛ شنیدن ظرافتهای موسیقی خراسان
«خورشید اربعین» در رادیو ورزش؛ همراهی با زائران در حماسه استقامت
آییننامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد
سهم دانشجو از نرخ غذای دانشجویی مشخص شد
پیش ثبتنام ۸۱۰ هزار دانشآموز پایه هفتم
آموزش و پرورش با ۱۰۰ موکب، آماده خدمترسانی به زائران اربعین است
روایت زائرانی که اربعین را از شرق ایران آغاز میکنند در کتاب «شاه است حسین»
پرچمهایی در پیاده روی اربعین که هنوز خون را به یاد دارند
تصویر کمتر دیده شده از آیتالله سیدمجتبی خامنهای در نماز جمعه نصر
چالشهای عکاسی طبیعت چیست؟ سید صابر امامی پاسخ میدهد
جزئیات شرکت در آزمون های دانشنامه و گواهینامه فوق تخصصی پزشکی تعیین شد
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
آلبوم جدید خواننده پاپ در راه است
اودیسه نولان در ایکس لو رفت؛ ایلان ماسک در برابر نولان
جزئیات آزمونهای دانشنامه و گواهینامه تخصصی پزشکی را اینجا بخوانید
اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ
۱۳۰ هزار فعالیت انجمنهای علمی دانشجویی در کشور ثبت شدند
دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر مسیر شغلی خود را طراحی میکنند
مدیر ارشد اوپن ای آی به این شبکه اجتماعی معتاد شده بود
متا تحقیق درباره خطرات اینستاگرام برای نوجوانان را نادیده گرفت
پرتاب ۵ هزار ماهواره آمازون برای بهبود کیفیت اینترنت در جهان
تسهیلات ویژه دانشگاه آزاد برای اربعین امسال/ استقرار مواکب در ۵ مرز کشور
ثبت نام جذب دانشآموختگان دکتری در دانشگاهها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود
مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند
«مردم نمایی» روایتی دیگر از ماجرای نیما تکیدو
حاج حسین ملک داراییهای فناپذیر را به میراثی تمدنی تبدیل کرد
پناهیان: بزرگترین تشییعهای تاریخ مربوط به امامین انقلاب است
جستجوی حقیقت در مهآلودگی ابطالپذیری پوپر/سطحینگری در علوم انسانی
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
تصویری از تابوت استاد مرحوم اکبر عبدی
پارادوکس در وقف، سودجویی ناشر و موزّع
فانتزی که به شاهنامه تکیه زده است/ احیای حماسه در ادبیات فانتزی ایران
رمان دینی باید افراد معاند و خاکستری را هم پای کتاب بنشاند
بعد از انفجار پیجرها، زندگی چگونه ادامه پیدا کرد؟
حافظه مکتوب ایران چگونه زنده میماند؟
بزرگداشت شیخ صفیالدین اردبیلی در فضای مجازی
صفحه رسمی سفارت آلمان در تهران شایعات تخلیه کارکنان این نمایندگی دیپلماتیک را تکذیب کرد
تصویری از برخاستن ستون دود در اربیل عراق
رهبر شهید بیش از حوزویان با نخبگان دانشگاهی دیدار داشتند
ترامپ انتقام جریمه گوگل را از اروپا می گیرد
خونخواهی رهبر شهید ادامه یک مطالبه تاریخی است؛ انتقام با بیشترین ضربه
اعلام دستمزد طراحان صحنه و لباس تئاتر در سال ۱۴۰۵
خالق فیلم معروف «ماسک» از دنیا رفت؛ جیم کری از همکاری با وی تشکر کرد
خداحافظ آقای عبدی؛ دلمان برایتان تنگ میشود
اعزام ۴۷۴ معلم برگزیده به مدارس خارج از کشور
وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار میشود
کشف آنزیمی که میتواند پیری را معکوس کند
چت جی پی تی در سراسر جهان مختل شد
ثبت نام دانش آموختگان خارج از کشور در آزمون پیش کارورزی پزشکی آغاز شد
کلید اولیه آزمون دستیاری پزشکی امروز منتشر میشود
اتحادیه اروپا گوگل را ۸۹۰ میلیون یورو جریمه کرد
سیزدهمین پرتاب استارشیپ موفقیت آمیز بود
رویداد «معماری نوین حکمرانی علم و فناوری کشور» آغاز بکار کرد
آغاز همکاری مشترک برای تدوین سند ملی صلاحیت حرفهای ICT
۳۵۰ پرونده دانشگاه پیامنور در دیوان عدالت اداری بررسی شد
ضرورت تدوین استانداردهای تازه برای خدمات پزشکی پیشرفته
تصمیمگیری درباره حضوری شدن دوره کارشناسی با شورای عالی امنیت ملی است
عزای عمومی برای مردی که خاطره مشترک میلیونها ایرانی بود
مرحله غیرمتمرکز المپیاد علمی دانشجویی کشور برگزار شد
آغاز حضوری سال تحصیلی جدید/آمادگی دانشگاهها برای سناریوهای مختلف
معیارهای جدید همترازی رشتههای دانشگاهی برای استخدام ابلاغ شد
پشتیبانی دکترتو تهران چگونه است؟
رقابت ۱۷ هزار داوطلب در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی آغاز شد
تصویری از ابابیل ۳ در آسمان کویت
امنیت ایران با صلح تحمیلی معامله پذیر نیست
فروش بدون کارمزد خودرو در استانهای درگیر جنگ
کشف یک مولکول ناشناخته روی قمر زحل و پلوتو که دانشمندان توضیحی برای آن ندارند
جزئیات ترم تابستانی دانشگاه خوارزمی اعلام شد
دانشگاه صنعتی امیرکبیر در جایگاه سوم رتبه بندی بنیاد ملی نخبگان
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
ثبت نام جذب دانشآموختگان دکتری در دانشگاهها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود
آییننامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
تسهیلات ویژه دانشگاه آزاد برای اربعین امسال/ استقرار مواکب در ۵ مرز کشور
اودیسه نولان در ایکس لو رفت؛ ایلان ماسک در برابر نولان
آموزش و پرورش با ۱۰۰ موکب، آماده خدمترسانی به زائران اربعین است
تصویر کمتر دیده شده از آیتالله سیدمجتبی خامنهای در نماز جمعه نصر
روایت زائرانی که اربعین را از شرق ایران آغاز میکنند در کتاب «شاه است حسین»
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
پیش ثبتنام ۸۱۰ هزار دانشآموز پایه هفتم
۱۳۰ هزار فعالیت انجمنهای علمی دانشجویی در کشور ثبت شدند
اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ
چالشهای عکاسی طبیعت چیست؟ سید صابر امامی پاسخ میدهد
متا تحقیق درباره خطرات اینستاگرام برای نوجوانان را نادیده گرفت
پرتاب ۵ هزار ماهواره آمازون برای بهبود کیفیت اینترنت در جهان
مدیر ارشد اوپن ای آی به این شبکه اجتماعی معتاد شده بود
پرچمهایی در پیاده روی اربعین که هنوز خون را به یاد دارند
دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر مسیر شغلی خود را طراحی میکنند
جزئیات شرکت در آزمون های دانشنامه و گواهینامه فوق تخصصی پزشکی تعیین شد
آلبوم جدید خواننده پاپ در راه است
جزئیات آزمونهای دانشنامه و گواهینامه تخصصی پزشکی را اینجا بخوانید
درخواست برای تفکیک زمان پذیرش رشتههای بدون آزمون
سهم دانشجو از نرخ غذای دانشجویی مشخص شد
تصویری از تابوت استاد مرحوم اکبر عبدی
پناهیان: بزرگترین تشییعهای تاریخ مربوط به امامین انقلاب است
تصویری از کلاهک خیبرشکن و فتاح سوار بر بوستر حاج قاسم
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.