ربما اكتشف العلماء جسيمًا كميًا جديدًا ، وبالصدفة تمامًا
يعلم الجميع أن المعادن والعوازل تختلف حسب التعريف. لكن العلماء من جامعة برينستون تمكنوا (وبالصدفة تمامًا) من تسجيل سلوك كمي غير عادي في عازل ، والذي كان يُعتقد سابقًا أنه ممكن فقط في المعادن. يشير هذا الاكتشاف إلى وجود نوع جديد تمامًا من الجسيمات الكمومية يسمى الفرميون المحايد.
المسلمات القديمة والحقائق الجديدة
يعلم الجميع أن المعادن هي موصلات ممتازة للشحنة الكهربائية ، لكن العوازل ليست كذلك.
على المستوى الجزيئي ، تتلخص هذه الفرضية في حقيقة أن الإلكترونات في المعادن تتحرك بحرية إلى حد ما على طول الشبكة البلورية. في العوازل ، فإن إلكترونات الذرات "تجلس بصلابة شديدة" في مداراتها ، وبالتالي تتمتع بمقاومة عالية.
لذلك ، في شكل تأثير جانبي للتوصيل الجيد في المعادن ، يمكن ملاحظة تأثير يسمى التذبذبات الكمومية. إذا تم تبريد المعدن بشدة وتعريضه لمجال مغناطيسي قوي ، فإن الإلكترونات تكون قادرة على الدخول في حالة كمومية ، مما يؤدي إلى تقلبات في مقاومة المادة.
ومع ذلك ، لم يتم ملاحظة مثل هذا التأثير سابقًا في العوازل بسبب عدم قدرة الإلكترونات الجيدة على الحركة. ولكن كما أظهرت دراسة جديدة أجراها علماء في جامعة برينستون ، فإن تأثير التذبذب الكمومي موجود في العوازل أيضًا.
بحث جديد واكتشاف عرضي
في تجربتهم الأخيرة ، عمل العلماء مع التنجستن ديتيلورايد ، الذي ينفخ في الكتلة نفسه مثل المعدن لكنه يتحول إلى عازل عندما يتم تجميعه في شكل ثنائي الأبعاد مثل الجرافين.
لذا مع القياس التالي لمقاومة مادة أحادية الطبقة في مجال مغناطيسي ، فوجئ العلماء عندما اكتشفوا أنها بدأت تتأرجح. مثل S. وو (مسؤول البحث) ، جاء اكتشاف هذا التأثير بمثابة مفاجأة كاملة وحيرة للعلماء.
لا يمكن تفسير الظاهرة المرصودة بأي من النظريات الموجودة ، لذلك طرح العلماء نسختهم الخاصة لما يحدث. وفقًا لنسختهم ، ليست الإلكترونات نفسها هي التي تهتز في العازل ، ولكن على الأرجح ، يمكن تكوين تفاعلات قوية بسبب الجسيمات الكمومية الجديدة.
نظرًا لأن العوازل تمنع الحركة غير المعوقة للجسيمات المشحونة مثل الإلكترونات ، يجب أن تحتوي الجسيمات الجديدة التي تسبب التذبذبات الكمومية على شحنة محايدة.
يمكن بعد ذلك أن تظهر هذه الفرميونات المحايدة الافتراضية تذبذبات كمومية يمكن ملاحظتها.
لذلك ، إذا كان افتراض العلماء صحيحًا ، فقد تمكنوا من اكتشاف شكل جديد أساسي من المادة الكمومية ، والذي يكون مخفيًا في العوازل.
من أجل تأكيد فرضية العلماء ، من الضروري إجراء الكثير من الأبحاث ، والتي ستصبح في سياقها من الواضح أخيرًا ما إذا كانت الفرميونات المحايدة موجودة بالفعل أم أن هناك تفسيرًا آخر للاكتشاف الشذوذ.
شارك العلماء نتائج أبحاثهم على صفحات مجلة Nature. إذا كنت تحب المادة ، فقم بتقييمها ولا تنسى الاشتراك. شكرا لكم على اهتمامكم!