اكتشف الباحثون حالة كمومية جديدة للمادة ذات تيارات مراوانية يمكن أن تحدث ثورة في الإلكترونيات وتقنيات الكم. هذا الإنجاز، الذي تم تأكيده من خلال المراقبة المباشرة باستخدام سنكروترون إليترا الإيطالي، له تطبيقات واسعة في أجهزة الاستشعار والطب الحيوي والطاقة المتجددة. الائتمان: SciTechDaily.com
حدد فريق بحث دولي حالة جديدة للمادة تتميز بوجود ظاهرة كمومية تسمى التيار اللولبي.
على عكس المواد المغناطيسية التقليدية، التي تنشأ من الخصائص الكمومية للإلكترون، والتي تسمى الدوران، وترتيبها في البلورة، تتولد هذه التيارات على المستوى الذري عن طريق الحركة التعاونية للإلكترونات.
أهمية chirality
تعتبر اللامركزية خاصية ذات أهمية كبيرة في العلوم، على سبيل المثال، وهي أساسية للفهم الحمض النووي. وفي ظاهرة الكم المكتشفة، تم اكتشاف عدم انطباقية التيارات من خلال دراسة التفاعل بين الضوء والمادة، حيث تم تطبيق الاستقطاب المناسب. الفوتون يمكن أن ينبعث الإلكترون من سطح المادة بحالة دوران محددة جيدًا.
اكتشاف، نشر طبيعةتعمل المواد الكمومية على إثراء معرفتنا بشكل كبير بالبحث عن المراحل الكمومية والظواهر التي تحدث على سطح المواد.
التطبيقات والآثار المحتملة
يوضح فيديريكو مازولا، الباحث في فيزياء المادة المكثفة في جامعة كا فوسكاري في البندقية ورئيس قسم الأبحاث: “إن اكتشاف وجود هذه الحالات الكمومية سيمهد الطريق لتطوير نوع جديد من الإلكترونيات”. التيارات اللولبية كحاملات معلومات بدلاً من شحنة الإلكترون. علاوة على ذلك، قد يكون لهذه الظواهر تأثير مهم على التطبيقات المستقبلية القائمة على الأجهزة الإلكترونية الضوئية اللولبية الجديدة، والتقنيات الكمومية لأجهزة الاستشعار الجديدة، وكذلك على مجالات الطب الحيوي والطاقة المتجددة.
الاكتشاف والتحقق
نشأت هذه الدراسة من تنبؤ نظري، وقد أثبتت بشكل مباشر ولأول مرة وجود هذه الحالة الكمومية، الغامضة والمراوغة حتى الآن، وذلك بفضل استخدام السنكروترون الإيطالي إليترا. وحتى الآن، كانت المعرفة بوجود هذه الظاهرة مقتصرة في الواقع على التنبؤات النظرية لعدد قليل من المواد. تعتبر ملاحظتها على أسطح المواد الصلبة مثيرة للاهتمام للغاية لتطوير أجهزة إلكترونية جديدة فائقة الرقة.
قام فريق بحث يضم شركاء وطنيين ودوليين، بما في ذلك جامعة كا فوسكاري في البندقية، ومعهد سبين، ومعهد CNR Materials Officina وجامعة ساليرنو، بالتحقيق في ظاهرة مادة معروفة بالفعل لدى المجتمع العلمي بخصائصها الإلكترونية. ولتطبيقات الإلكترونيات السبينية فائقة التوصيل، لكن الاختراع الجديد له نطاق أوسع، مما يجعله أكثر عمومية وقابل للتطبيق على مجموعة واسعة من المواد الكمومية.
وتُحدث هذه المواد ثورة في التطور الحالي لفيزياء الكم والتقنيات الجديدة، بخصائص تتجاوز تلك التي وصفتها الفيزياء الكلاسيكية.
المرجع: فيديريكو مازولا، ووجسيتش برزيزيكي، وماريا تيريزا ميركالدو، وأنيتا جوارينو، وكيارا بيجي، وجيل أ. ميوا، ودومينيكو دي فازيو، وألبرتو كريبالدي، وجون فوجيسل، وجوني باورجيوسل، “توقيعات سطح مداري معدني حلزوني” أرجياني، سانديب كومار تشالووادي، شايني بوناتوم ساليل، جيانكارلو باناتشيوني، أنوبام جانا، فنسنت بوليوزيك، إيفانا ووبورنيك، سانجيونج كيم، فابيو ميليتو-جرانوزيو، روزالبا فيتيبالدي، كارمين أرتيكس، ماريو كوجون، وأنطونيو فيتشي، 24 فبراير 2014. طبيعة.
دوى: 10.1038/s41586-024-07033-8