اکتشاف کوانتومی جالب در دنیای فیزیک مواد
اکتشافی کوانتومی جالب در دنیای فیزیک مواد
مجله علمی ایلیاد - به گفته گروهی از محققان در دانشگاه لیورپول و دانشگاه مک کارستر، اکسید فلز «Tbln03»، حالتی عجیب از ماده که «مایع چرخشی کوانتومی» نام دارد را نشان می‌دهد. حالت مایع چرخشی کوانتومی، در سال ۱۹۷۳ توسط برنده‌ی جایزه نوبل، «فیلیپ اندرسون» به‌صورت تئوریک توضیح داده شد. در این حالت، مناطیس مانند مایع رفتار می‌کند و حتی در صفر مطلق هم منجمد نمی‌شود و باعث می‌شود که خواص فوق‌العاده‌ای در مایع ایجاد شود.
ماتریس مایع چرخشی کوانتومی، هنوز هم به شدت مورد حمله قرار می‌گیرد. به همین دلیل، کشف و تحقیق مواد جدیدی که ممکن است به‌صورت بالقوه دارای پتانسیل جذب این حالت ماده هستند، زمینه‌های فعال در مراکز پیشرفته تحقیقاتی و برنامه‌های بالقوه کاربردی در توسعه‌ی محاسبات کوانتومی در نظر گرفته می‌شوند.
دکتر «لوسی کلارک» و همکارانش از دانشگاه لیورپول با استفاده از فناوری‌های تجربی پیشرفته، از جمله پراکندگی ناپایدار نوترونی و طیف‌سنجی میون، کشف کردند که حالت عجیب کوانتومی در Tbln30، از پیچیدگی محیطی اطراف یو‌ن‌های مغناطیسی، به‌وجود آمده است. در این مورد، عنصر نادر خاکی تریبیوم.
این کشف باعث تعجب گروه محققین شده‌است. چرا که انتظار نمی‌رفت که ماده‌ی Tbln30، به خاطر ساختار کریستالی‌اش، چنین رفتار مغناطیسی از خود نشان دهد.
دکتر کلارک می گوید: «موقع مطالعه‌ی حالت ماد‌ه‌ای مانند مایع چرخشی کوانتومی، انجام یک آزمایش، کوانتومی، معمولاً سوالات بیشتری نسبت به پاسخ‌هایی که می‌تواند بدهد، مطرح می‌کند. با این حال، در مورد TbInO3، فیزیک به‌طرز به‌خصوصی غنی از مطالب است و به همین علت ما مداومت زیادی در آزمایش به خرج دادیم. مطالعه‌ی ما نشان می‌دهد که TbInO3 یک ماده‌ی مغناطیسی جذاب است و یکی از آن دسته موادی است که برای ما هنوز چیزهای جذابی برای کنجکاوی و اکتشاف دارد.»
پروفسور «بروس گاولین» مدیر موسسه‌ی تحقیقات مواد در دانشگاه مک کارستر، گفت: «این ماده همراه با تربیوم چرخشی، ساختاری دو بعدی از معماری مثلثی می‌سازد که به‌طرز فریبنده‌ای ساده به‌نظر می‌رسد. اما با تکمیل کامل روش‌های تجربی مدرن در دسترس ما، مغناطیس کم دما در این ساختار، بر اساس دو محیط تربیم متمایز، حالت مطلوب ناسازگار کوانتومی را به‌طور کامل منعکس می‌کند؛ نتیجه، غیرمنتظره و هیجان انگیز است.»
نتایج این اکتشاف در مجله‌ی Nature Physics منتشر شده‌است.
نوشته: SciNews
ترجمه: محبوبه معصوم‌نیا – مجله علمی ایلیاد