المقالة رقم ١٠٧ لسنة ٢٠١٧
صنع فيزيائيون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا شكلا جديدا من المادة، ذات الصلابة الفائقة supersolid، الذي تجمع بين خصائص المواد الصلبة و السوائل الفائقة superfluids.
باستخدام الليزر لمعالجة الغاز الفائق الذي يعرف باسم مكثف ال بوز-آينشتاين، استطاع الفريق من مسايرة المكثفات إلى مرحلة كمومية المادة التي لها بنية جامدة - كمادة صلبة - ويمكن أن تتدفق بدون لزوجة - والتي هي إحدى السمات المميزة للمادة الصلبة الفائقة. الدراسات في هذه المرحلة التي على ما يبدو انها حالة متناقضة من المادة قد تسفر عن سبر اغوار المواد الصلبة الفائقة والموصلات الفائقة، والتي هي مهمة لتحسين التقنيات كالمغناطيس فائق التوصيل وأجهزة الاستشعار، وكذلك وسائل النقل الكفؤة في نقل الطاقة. نشر الباحثون نتائجهم هذا الاسبوع في مجلة نيتشر.
"ليس من البديهي ان تكون عندنا مادة تجمع بين خصائص السيولة الفائقة والصلابة"، كما يقول قائد الفريق ولفغانغ كيتيرل، وبروفيسور الفيزياء جون د.مكارثر من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. واضاف "لو كانت قهوتك فائقة السيولة وادرتها بملعقة فسيتواصل دررانها إلى الأبد."
كان الفيزيائيون قد توقعوا بإمكانية السوائل الفائقة supersolids لكن لم يلحظوها في المختبر. فقد وضعوا نظرية مفادها أن الهليوم الصلب يمكن أن يصبح فائق الصلابة لو امكن ذرات الهيليوم من التحرك في بلورة صلبة من الهيليوم، فتصبح فعلياً مادة فائقة الصلابة supersolid. ومع ذلك، الاثبات بالتجربة لا يزال بعيد المنال.
استخدم الفريق مجموعة من طرق التبريد والتبريد بالتبخير الليزري، والتي شارك في تطويرها كيتيرل، لتبريد ذرات الصوديوم إلى درجة حرارة نانو كالڤين nanokelvin . وتعرف ذرات الصوديوم بالبوزونات وذلك للعدد الزوجي لنوياتها وإلكتروناتها. عندما تبرد إلى قرب الصفر المطلق، تشكل البوزونات حالة السائل الفائق للغاز المخفف، يدعى مكثف بوز-آينشتاين، أو BEC.
شارك كيتيرل في اكتشاف ال BECS - الاكتشاف الذي حاز به على جائزة نوبل في ٢٠٠١ في الفيزياء .
"إن التحدي الآن هو اضافة شيئا إلى ال BEC للتأكد من أنه يصنع شكلاً أو يتشكل في ما وراء شكل" فخ الذرة "، والتي هي السمة المميزة للصلب"، كما يوضح كيتيرل.
يمكن رؤية المادة على هذه الرابط :
http://giphy.com/gifs/L9lf50fFlNZvy?utm_source=iframe&utm_medium=embed&utm_campaign=tag_click
يمكن رؤية المادة على هذه الرابط :
http://giphy.com/gifs/L9lf50fFlNZvy?utm_source=iframe&utm_medium=embed&utm_campaign=tag_click
التخطيط لما هو ممكن في الطبيعة
وفي الوقت الراهن، المادة فائقة الصلابة موجودة فقط عند درجات حرارة منخفضة للغاية في ظل ظروف فائقة الفراغ. وللتقدم في هذاالمجال ، يخطط الفريق البحثي لإجراء المزيد من التجارب على المادة الفائقة الصلابة supersolids وعلى اقتران الدوران المحوري بالمدار للتعرف وفهم خصائص النموذج الجديد للمادة التي تم إنشاؤه.
"بالذرات الباردة ، نحن نخطط لما هو ممكن في الطبيعة"، كما يوضح كيتيرل. "والآن بعد أن أثبتنا بالتجربة أن النظريات المتنبئة بالمادة فائقة الصلابة صحيحة، نأمل أن يحث هذه على المزيد من البحوث، وربما بنتائج غير متوقعة.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق