تبدیل گاز کوانتومی به اَبَرجامد!

مجله علمی ایلیاد - پنج دهه قبل پیش‌بینی می‌شد که حالتی از ماده به‌‌نام «اَبَرجامد» وجود دارد که در آن اَبَرسیال در کنار کریستال همزمان وجود دارد. گروهی از فیزیکدانان اتریشی با ترکیب تئوری و آزمایش نشان دادند که گازهای کوانتومی دوقطبی دو فلز «لانتنیدی» شامل «اربیوم» و «دیسپروسیوم» دارای مشخصاتی مانند اَبَرجامدها هستند. در یک اَبَرجامد، اتم‌ها دارای الگوی کریستالی هستند، ولی به‌صورت همزمان مانند ابرسیالات رفتار می‌کنند که در آن‌ها ذرات بدون اصطکاک تحرک دارند.

دکتر «لوریان چوماز» از دانشگاه اینسبروک، می‌گوید: «در حالی که بیشتر تحقیقات برای دستیابی به اَبَرجامدات بر هلیوم متمرکز بود، محققین اخیراً به سمت گازهای اتمی تمایل پیدا کرده‌اند؛ مخصوصاً گازهایی که دارای فعل و انفعالات قوی دوقطبی هستند. آزمایش‌ها نشان داده است که این گازها دارای تشابهات ذاتی با ابرسیال هلیوم هستند. این مشخصات اساس رسیدن به حالتی شد که آن‌را اَبَرجامد می‌گویند.»

این گروه تحقیقاتی توانستند دو اَبَرجامد را بر اساس گازهای اربیوم و دیسپروسیوم بسازند. آن‌ها می‌گویند: «در حالی که حالت اَبَرجامدیت در اربیوم گذرا است، ولی در دیسپروسیوم این حالت دارای پایداری بی‌نظیری است.» دکتر «فرانچسکا فرلاینو» می‌گوید: «اَبَرجامدیت ایجادشده توسط گاز فلز دیسپروسیوم نه تنها مدت‌های طولانی باقی می‌ماند، بلکه آن‌را می‌توان به راحتی و مستقیماً با خنک‌سازی تبخیری یک نمونه‌ی گرم از گاز فلز، به‌دست آورد. مانند دمیدن بر روی یک فنجان چای، قوانین حاکم در اینجا نیز این است که ذراتی که بیشترین انرژی را دارند، برداشته شوند و در این صورت گاز سرد و سردتر می‌شود و در نهایت به یک حالت پایدار کوانتومی می‌رسد که دارای مشخصات اَبَرجامد در تعادل گرمایی است. این کار چشم‌انداز هیجان‌انگیزی برای تئوری‌ها و آزمایش‌های آینده، پیش‌روی ما قرار می‌دهد؛ زیرا حالت اَبَرجامدی که اینگونه ایجاد می‌شود، خصوصیات ویژه‌ای دارد و راه را برای امتحان کردن طیف برانگیختگی آن و همچنین رفتار ابرسیالیت آن هموار می‌کند.»

نتایج این تحقیقات در مجله‌ی Physical Review X منتشر شده است.

نوشته: SciNews
ترجمه: امید محمدی – مجله علمی ایلیاد