اكتشف العلماء نوعًا جديدًا من الموصلات الفائقة

قامت مجموعة علمية من أمريكا بدراسة الشبكة البلورية للسترونتيوم روثينات (المادة الواعدة للكمية). أجهزة الكمبيوتر) ووجد أن الموجات تنتشر عبر المادة بطريقة غير عادية للغاية ، مما يشير إلى نوع جديد تمامًا من الموصلات الفائقة.

أريد أن أخبركم بهذا الاكتشاف الفريد اليوم.

الأنواع الحالية من الموصلات الفائقة

كما تعلم ، تتحرك الإلكترونات في الموصلات الفائقة في ما يسمى بأزواج كوبر. هذا التعايش هو الذي يمنح المادة خصائص فريدة ، من بينها الغياب التام للمقاومة الكهربائية.

لذلك تم تقسيم المواد فائقة التوصيل (يعتمد التقسيم على نوع الموجات التي تمر عبرها) إلى نوعين:

• s- موجة. في مثل هذه الموصلات الفائقة (الزئبق ، والقصدير ، والرصاص) في زوج Cooper ، يكون للإلكترونات دوران متعاكس ، وتكون الإلكترونات ثابتة بالنسبة لمركز الكتلة المشترك. بعبارة أخرى ، الزخم الزاوي المداري للأزواج هو صفر.
• د - موجة. هذه هي موصلات فائقة عالية الحرارة (HTSC) ، في مثل هذه المواد ، يكون للإلكترونات المقترنة لفات معاكسة ، ولكنها تدور أيضًا حول مركز الكتلة الناتج. علاوة على ذلك ، بالنسبة لمثل هذه الموصلات ، فإن اللحظة المدارية لأزواج كوبر هي اثنان.

لكن اتضح أنه لا يزال هناك نوع واحد على الأقل من الموصلات الفائقة.

اكتشاف نوع جديد من الموصلات الفائقة

مرة أخرى في عام 1994 ، تم اكتشاف مركب فريد - السترونتيوم روثينات Sr2RuO4. كانت المادة غير عادية من حيث أن هيكلها الداخلي يشبه هيكل HTSCs الكلاسيكي ، لكن مكون الموجة كان مختلفًا بشكل أساسي.

في ذلك الوقت ، نُسبت هذه المادة إلى ما يسمى بالنوع الانتقالي للموصلات الفائقة ، المرتبط بنوع الموجة p. نظرًا لحقيقة أنه في هذه المادة في زوج Cooper ، يكون لدور الإلكترون اتجاه واحد ، ولزوج الإلكترون زخم زاوي يساوي الوحدة.

من المحتمل أن يكون هذا الاكتشاف الفريد بمثابة اختراق في إنشاء أجهزة الكمبيوتر الكمومية. لأنه سمح بتكوين ماجورانا فيرميونات (جسيمات غير عادية ، والتي تمثل في وقت واحد الجسيمات المضادة الخاصة بها).

هذا هو السبب في أن المادة تمت دراستها بنشاط لسنوات عديدة ، حيث كان العلماء يبحثون عن تأكيد لفرضية الموصلية الفائقة للموجة p للمادة.

تبين أن الاكتشاف العملي أكثر إثارة للاهتمام من النظري

في محاولة أخرى للعثور على تأكيد للنظرية ، أجرى فريق من العلماء الأمريكيين من جامعة كورنيل (الولايات المتحدة الأمريكية) تجربة أخرى لدراسة السترونتيوم روثينات.

لذلك تمت دراسة بلورة المادة باستخدام التحليل الطيفي بالموجات فوق الصوتية الرنانة بأعلى دقة.

لهذا الغرض ، تم تبريد المادة إلى درجة حرارة قصوى تبلغ 1.4 كلفن. ثم تم تمرير الموجات الصوتية عبر البلورة. وفي هذا الوقت تم قياس الثوابت المرنة.

لذا ، فإن النتائج التي تم الحصول عليها ببساطة أذهلت العلماء. اتضح أن السترونتيوم روثينات هو نوع جديد تمامًا من الموصلات الفائقة. كما اتضح ، فإن الإلكترونات الموجودة في زوج Cooper لها اتصال معقد لدرجة أنها لا تتناسب مع الوصف مع موجات s أو d.

الشيء الوحيد الذي تمكنا من اكتشافه بالضبط هو أن الزخم الزاوي يساوي أربعة ، مما يعني أن الموصل الفائق الجديد ينتمي إلى الموجة g. لم يفترض أي من العلماء أن مثل هذه الموصلات الفائقة يمكن أن توجد من حيث المبدأ.

نتائج التجربة مذهلة والعلماء يخططون لاختبار مواد واعدة أخرى سبق تصنيفها في المجموعة p بنفس الطريقة. سننتظر نتائج التجارب الجديدة.

وشارك العلماء نتائج هذه التجربة في صفحات مجلة Nature Physics.

وإذا كنت تحب المادة ، فرفع إبهامك واشترك واكتب تعليقًا. شكرا لاهتمامكم!