معلومات

العلماء يقومون باكتشاف خارق لحالة جديدة للمادة

العلماء يقومون باكتشاف خارق لحالة جديدة للمادة

في ما قد يكون أكثر الأخبار إثارة في الأسبوع ، توصل الباحثون إلى اكتشاف مذهل في البحث عن حالات جديدة للمادة للكشف عن الحالة السائلة المغزلية الكمومية المرغوبة كثيرًا.

باستخدام التقنيات التجريبية ، وجد الفريق ، بقيادة علماء جامعة ليفربول وجامعة ماكماستر ، أن أكسيد المعدن المرتبط بالبيروفسكايت ، TbInO3، يعرض هذه الحالة غير العادية والغريبة.

اقترح سابقا نظريا

تم اقتراح هذه الحالة الفريدة من الناحية النظرية في السبعينيات من قبل الحائز على جائزة نوبل فيليب أندرسون ، ولا يزال تجسيدها محل خلاف على نطاق واسع.

كان يُعتقد أن هذه الحالة تتحقق في نظام يتفاعل مع الدورات الكمومية وسيشار إليها على أنها "سائل" لأنها حالة مضطربة مقارنة بحالة الدوران المغناطيسية الحديدية.

ينتج عن هذا لحظات مغناطيسية لها خصائص شبيهة بالسائل غير العادية على سبيل المثال ، لا يتجمدون أو يطلبون حتى عند الصفر المطلق.

سلوك مغناطيسي غير متوقع

جمع الفريق بين استخدام تقنيات متقدمة مثل تشتت النيوترونات غير المرن والتحليل الطيفي للميون ليكتشفوا ، وهو ما أثار دهشتهم ، أن الحالة يمكن أن تنبثق من تعقيد TbInO3البيئة المحلية حول الأيونات المغناطيسية.

كان هذا غير متوقع مثل TbInOهي مادة لا يتوافق تركيبها البلوري مع مثل هذا السلوك المغناطيسي.

"لقد استغرقنا عدة سنوات من العمل الجاد والتجارب للوصول إلى هذه النقطة في فهمنا لـ TbInO3، قالت لوسي كلارك ، من مصنع ابتكار المواد بالجامعة والتي تقود برنامجًا لأبحاث المواد الكمومية.

"عند دراسة الحالات الكمومية المعقدة للمادة مثل سائل الدوران الكمومي ، غالبًا ما يثير إجراء تجربة واحدة أسئلة أكثر مما يمكن الإجابة عليه. في حالة TbInO3ومع ذلك ، فإن الفيزياء غنية بشكل خاص ، ولذا كنا مدفوعين بشكل خاص للمثابرة. تظهر دراستنا أن TbInO3 هي مادة مغناطيسية رائعة ، ومن المرجح أن يكون لها العديد من الخصائص المثيرة للاهتمام التي لم نكتشفها بعد ".

بسيطة مخادعة

سارع الباحثون إلى الإشارة إلى أنه عندما يتعلق الأمر بـ TbInO3 هناك أكثر بكثير مما تراه العين.

قال البروفيسور بروس غولين ، مدير معهد بروكهاوس لأبحاث المواد في جامعة ماكماستر: "تبدو هذه المادة بسيطة بشكل مخادع ، حيث تزين لفات التيربيوم بنية ثلاثية الأبعاد وثنائية الأبعاد".

"ولكن مع التكملة الكاملة للتقنيات التجريبية الحديثة المتاحة لنا ، فإن المغناطيسية ذات درجة الحرارة المنخفضة لهذا الهيكل ، استنادًا إلى بيئتين مختلفتين من التيربيوم ، تُظهر حالة غريبة تمامًا من المادة المختلة الكمية - نتيجة غير متوقعة ومثيرة."

يمكن أن يؤدي هذا الاكتشاف إلى تطبيقات مستقبلية واسعة النطاق محتملة لا سيما في تطوير الحوسبة الكمومية.

الدراسة منشورة في المجلةفيزياء الطبيعة.


شاهد الفيديو: أغرب 7 مواد تتحدى قوانين الفيزياء آخر ما توصل إليه العلماء (شهر اكتوبر 2021).