اكتشاف يشكك في نظرية فيزيائية معتمدة

اكتشف علماء جامعة ستانفورد الأمريكية، ظاهرة غامضة في المعادن فائقة التوصيل، لم يتمكنوا من تفسيرها. هذا الاكتشاف يشكك بالنظرية الحالية عن الموصلية الفائقة.

ويفيد موقع Phys.org، بأنه لتفسير هذه الظاهرة الغامضة لا بد من كمبيوتر الكم، حيث أن الباحثين درسوا المرحلة الانتقالية إلى الموصلية الفائقة Bi-2212 (Bi2Sr2CaCu2O8+x) باستخدام طريقة التحليل الطيفي الضوئي الزاوي (ARPES). فالضوء فوق البنفسجي المكثف يطرد الإلكترونات من النماذج، في حين يحدد سلوك الإلكترونات في المعدن من خلال طاقة الجسيمات وسرعتها.

وتظهر الموصلية الفائقة بسبب الإلكترونات التي تشكل أزواج كوبر تحت درجة الحرارة الحرجة المحددة، ويمكنها النفاذ عبر البلورات دون عائق. ولكن فوق هذه الحدود تظهر مرحلة "غامضة" في الموصلات الفائقة عالية الحرارة، التي خلالها لا تتصرف الإلكترونات كدقائق مستقلة كما في المعادن الاعتيادية، بل تظهر وكأنها تكون مجموعات.

وإضافة لهذا تؤثر درجة الحرارة في المرحلة الانتقالية، في عملية سبك المعادن ما يشير إلى وجود شوائب بنسبة 19-20%. وقد أثبت الباحثون أنه في هذه الحال، يتغير توزيع طاقة الالكترونات بشكل غير منتظم. إذا تم خفض درجة الحرارة إلى مرحلة الموصلية الفائقة ، فإن عدم الانتظام يزول ، وتبدأ الخصائص في التغير تدريجياً.

ووفقا للمبدأ الفيزيائي الذي يسمى مرحلة الانتقال الكمي، يجب ألا يحصل هذا. لأن التغير غير المنتظم يحصل في درجات الحرارة المنخفضة. لذلك يفسر العلماء هذه الظاهرة بالتشابك الكمي ولا يمكن وصف سلوك الإلكترونات إلا بمساعد كمبيوتر الكم.

الموصلية الفائقة- تطلق على المواد الموصلة للكهرباء دون مقاومة، وقد اكتشفت للمرة الأولى في درجات حرارة منخفضة جدا (بضعة درجات أعلى من الصفر المطلق)، ولكن لاحقا تم التوصل إلى هذه الخاصية في درجة حرارة 92 كلفن.

اترك تعليقا

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.