به گزارش ایسنا و به نقل از فیز، مقاومت الکتریکی صفر در دمای اتاق؟ مادهای با این خاصیت، یعنی یک ابررسانا در دمای اتاق میتواند توزیع برق را متحول کند، اما هنوز حتی منشا ابررسانایی در دمای بالا نیز به خوبی درک نشده است.
دانشمندان دانشگاه هامبورگ موفق شده اند برای اولین بار شواهد روشنی از ابرشارگی(superfluidity) در یک سیستم مدل مرکزی، یک ابر گازی دو بعدی مشاهده کنند. دانشمندان آزمایشات خود را در مجله Science ارائه دادهاند که اجازه میدهد تا موضوعات کلیدی در مورد ابررسانایی با درجه حرارت بالا در یک مدل بسیار خوب کنترل شده بررسی شود.
ابرشارگی (Superfluidity) یک فاز است که غالباً در دماهای پایین دیده میشود، بهطور مثال هلیوم-۳ و هلیوم-۴ دارای یک اصطکاک سطحی هستند که بعد از گذر از نقطه لاندا، گرانروی این مایع به صفر تبدیل میشود و مایع بدون اصطکاک میتواند جریان یابد. این پدیده ابتدا برای هلیوم مایع کشف شد، اما در اخترفیزیک، انرژیهای بالا و نظریههای گرانش کوانتومی هم دیده میشود.
چیزهایی وجود دارد که قرار نیست اتفاق بیفتد. به عنوان مثال آب نمیتواند از شیشه یک لیوان عبور کند و به لیوان دیگری جریان یابد. در حالی که با کمال تعجب، مکانیک کوانتومی این اتفاق را ممکن میکند، اما به شرطی که مانع بین دو مایع به اندازه کافی نازک باشد.
با توجه به اثر تونلزنی مکانیک کوانتومی، ذرات میتوانند حتی اگر مانع بالاتر از سطح مایع باشد، در مانع نفوذ کنند. حتی جالبتر اینکه این جریان حتی میتواند وقتی که سطح هر دو طرف یکسان باشد، همچنان جریان یابد. البته برای تحقق این امر، مایعات در هر دو طرف باید ابرشاره باشند، یعنی باید بتوانند بدون اصطکاک روی موانع حرکت کنند.
این پدیده شگفتانگیز توسط "برایان جوزفسون" در پایاننامه دکترای وی پیش بینی شده بود و چنان از اهمیت اساسی برخوردار است که وی به خاطر آن جایزه نوبل دریافت کرد. این جریان تنها توسط ماهیت موج ابرشارهها هدایت میشود و علاوه بر ویژگیهای دیگر، میتواند اطمینان حاصل کند که ابرشاره شروع به نوسان بین دو طرف کند؛ پدیدهای که با نام "نوسانات جوزفسون" شناخته میشود.
اثر جوزفسون برای اولین بار در سال ۱۹۶۲ بین دو ابررسانا مشاهده شد. در آزمایش، مانند جریان آب بدون تفاوت سطح، یک جریان الکتریکی میتواند از طریق یک تماس تونلی و بدون ولتاژ کاربردی جریان یابد. با این کشف، اثبات چشمگیری ارائه شده است که نشان میدهد ماهیت موجی ماده در ابررساناها را حتی در سطح ماکروسکوپی میتوان مشاهده کرد.
اکنون برای اولین بار دانشمندان گروه پروفسور "هنینگ موریتز" موفق شدهاند نوسانات جوزفسون را در یک گاز دو بعدی فِرمی(Fermi) مشاهده کنند. این گازهای فرمی متشکل از "رایحه هیچ چیز" هستند، یعنی یک ابر گازی که دارای تنها چند هزار اتم است. اگر آنها را تا چند میلیونیم درجه بالاتر از صفر مطلق سرد کنیم، به شکل ابرشاره (superfluid) درمیآیند و میتوان از آنها برای مطالعه ابرشارهها استفاده کرد که در آن ذرات به شدت با یکدیگر در تعامل هستند و تنها در دو بعد زندگی میکنند.
یک گاز فرمی مجموعهای از تعداد زیادی فرمیون است. فرمیونها که نامشان از روی نام "انریکو فرمی" گرفتهشدهاست، ذراتی هستند که از آمار فرمی-دیراک پیروی میکنند. این آمار، توزیع انرژی فرمیونها در یک گاز فرمی درتعادل گرمایی را تعیین میکنند و مشخصه آنها، چگالی تعداد، دما و مجموعه حالتهای انرژی در دسترس است.
"نیکلا لوئیک"، نویسنده مسئول این مطالعه میگوید: ما از این مسئله که مشاهده نوسانات جوزفسون در آزمایش ما قابل مشاهده بود، شگفتزده شدیم.
پروفسور "موریتز" میگوید: این موفقیت، فرصتهای جدید بسیاری را برای ما به وجود میآورد تا بتوانیم بینش خود در مورد ماهیت ابرشارههای دو بعدی و به شدت در تعامل را بهبود بخشیم. ما به خاطر درک بهتر از سیستمهای کوانتومی با این آزمایش خوشحال هستیم.
انتهای پیام
علمی فناوری 13:07 - 17 تیر 1399
توسط محققان دانشگاه هامبورگ صورت گرفت
خبرگزاری ایسنا درک بهتر سیستمهای کوانتومی با "رایحه هیچ چیز"
محققان دانشگاه هامبورگ آلمان با یک آزمایش جدید موفق به درک بهتر سیستمهای کوانتومی شدهاند.
10607414
پربازدید ها
پر بحث ترین ها
مهمترین اخبار علمی فناوری
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» تنها دو ماموریت رباتیک به عطارد راه پیدا کردند، اما همین ماموریتها نیز برای رد بسیاری از فرضیههای نادرست درباره این دنیای داغ بسیار مهم بودند.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» بایتدنس شایعهی فروش تیکتاک را تکذیب کرد و گفت برنامهای برای واگذارکردن این شبکهی اجتماعی ندارد.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» گوگل پس از واکنشهای منفی کاربران یوتیوب، طراحی جدید این پلتفرم را از دسترس خارج کرد.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» وزیر بهداشت بخش MRI بیمارستان شهدای یافت آباد را افتتاح و از نصب یکی از پیشرفتهترین دستگاههای تصویربرداری در این مرکز ابراز خرسندی کرد.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» رئیس شورای حفاظت آزمون سراسری با اشاره به شناسایی افرادی که ابزار ممنوعه به همراه داشتند، از داوطلبان آزمون سراسری برای رعایت دستورالعملها تشکر کرد.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» مدیرعامل متا اعلام کرد: که غول فناوری هنوز سالها با کسب درآمد از هوش مصنوعی فاصله دارد.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» لوگوی ویژه آیینهای بزرگداشت ۱۷۵۷ سال سنت آموزش عالی در ایران همزمان با نودمین سالگرد تاسیس دانشگاه تهران «نماد آموزش عالی ایران» منتشر شد.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» مدیر گروه مبارزه با بیماری های دانشگاه علوم پزشکی کرمان گفت: مالاریا جزو مهمترین و جدیترین بیماریهای عفونی در تمام قارههای دنیا است.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» معاون پرورشی وزارت آموزش و پرورش گفت: گفت: در ۶۰۰ هزار مدرسه دخترانه باید این وظیفه روایتگری پیشرفت ایران و دختر ایرانی را انجام دهیم.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» شرکت تراشهساز «TSMC» تایوان، اعلام کرد که فناوری جدید تولید تراشه این شرکت به نام «A 16» در نیمه دوم سال ۲۰۲۶ وارد چرخه تولید خواهد شد.