دانشمندان یک ذره هیبریدی کشف کردند

به گزارش روش سئو فیزیک دانان یک ذره ترکیبی کشف کرده اند که با یک چسب قوی منحصر به فرد به هم متصل شده اند و می تواند گامی به سمت دستگاههای کوچک تر، سریع تر و کم مصرف تر باشد.
به گزارش روش سئو به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، گروهی از فیزیک دانان مؤسسه فناوری ماساچوست(MIT) یک ذره هیبریدی(ترکیبی) را کشف کرده اند که می تواند راه را برای توسعه دستگاههای الکترونیکی کوچک تر و سریع تر در آینده هموار کند.
این ذره هیبریدی که تلفیقی از یک الکترون و یک فونون(شبه ذره ای که از ارتعاش اتم ها در یک ماده تشکیل می شود) است، در یک ماده مغناطیسی عجیب و دو بعدی شناسایی شد.
شبه ذره یا برانگیزش دسته جمعی عبارت است از ظهوریافتگی در سامانه پیچیده میکروسکوپی جامداتی که ذرات شان برهمکنش های ضعیفی در فضاهای خالی بین شان دارند. برای مثال، یک الکترون در نیمه رسانا می تواند جابجا شود. این جابجایی و حرکت به علت برهمکنش با هسته اتم و الکترون های دیگر، باید پیچیده و در راه پیچیده ای باشد، اما به نظر می آید الکترونی با جرمی متفاوت، درحال جابجا شدن به صورت غیرآشفته در فضاهای خالی است. این الکترون که جرم متفاوتی دارد را شبه ذره الکترون می نامند.
با این وجود بر مبنای مطالعه ای که در مجله Nature Communications انتشار یافته است، احتمالاً جالب ترین جنبه این کشف این است که وقتی دانشمندان نیروی بین الکترون و فونون را اندازه گیری کردند، مشاهده نمودند که چسب یا پیوند ۱۰ برابر قویتر از آنچه قبلاً برای سایر الکترون-فونون های شناخته شده تخمین زده شده بود، در آن وجود دارد.
محققان این ذره هیبریدی را در “تری سولفید فسفر نیکل”(NiPS۳) شناسایی نمودند که یک ماده دو بعدی با خصوصیت های مغناطیسی است که اخیراً مورد توجه قرار گرفته است. آنها به منظور استنباط فعل و انفعالات ذرات مختلف درون ماده، از یک لیزر فوق سریع استفاده کردند که پالس های نوری با طول مدت تنها ۲۵ فمتوثانیه ساطع می کند و به سمت نمونه ای از “NiPS۳” نشانه رفته است.
هنگامی که خاصیت مغناطیسی فعال می شد، این ذره هیبریدی فقط در زیر دمای معینی قابل مشاهده بود و پیوند قدرتمندی که آنها مشاهده و اندازه گیری کردند، نشان داده است که الکترون و فونون امکان دارد پشت سر هم تنظیم شوند و از هم تأثیر بگیرند. این بدان معناست که هر تغییری در الکترون بر فونون تاثیر می گذارد و بالعکس. بعنوان مثال، اعمال ولتاژ یا نور به ذره هیبریدی، الکترون را به صورت معمول تحریک می کند و همینطور فونون را تغییر می دهد که بر خواص ساختاری یا مغناطیسی ماده تاثیر می گذارد. چنین تنظیم دوگانه ای می تواند به دانشمندان این امکان را بدهد که نه تنها خواص الکتریکی یک ماده، بلکه مغناطیس آنرا با اعمال ولتاژ یا نور به آن تغییر دهند.
“نوح گدیک” استاد فیزیک در MIT در یک بیانیه مطبوعاتی می گوید: تصور کنید اگر بتوانیم یک الکترون را تحریک نماییم و مغناطیس واکنش نشان دهد، سپس میتوان دستگاه هایی را با روشی که امروزه کار می کنند به شکل بسیار متفاوت ساخت.
امکانات و کاربردهای حاصل از این کشف واقعاً نامحدود است، چونکه اگر بتوان آنرا مدیریت کرد، شاید از راه ذرات هیبریدی تازه کشف شده روزی بتوان از این ماده بعنوان شکل جدیدی از نیمه رسانای مغناطیسی استفاده نمود. این کشف منجر به توسعه دستگاههای کوچک تر، سریع تر و کم مصرف تر خواهد شد که به صورت بالقوه نویدبخش عصر جدیدی برای دنیای الکترونیک است.

منبع: