محمود حاج‌زمان: دانشمندانی که در حال مطالعه رفتار عجیب ابررساناهای دمای بالا بودند، ممکن است حالت جدیدی از ماده را کشف کرده باشند که جدای از جامد، مایع، گاز، پلاسما(حالت ماده در دمای بسیار بالا) و چگالش بوز-اینشتین (حالت ماده در دماهای نزدیک صفر مطلق) است. بر اساس کشف جدید الکترون‌ها در یک حالت پیش ابررسانایی، ظاهرا به شیوه‌ای عجیب و با آرایشی متمایز پشت سر یکدیگر قرار می‌گیرند، آرایشی که قبلا هرگز مشاهده نشده است.
به گزارش پاپ‌ساینس، ابررساناها مواد صد در صد کارآمدی هستند که انرژی را تلف نمی‌کنند. در این مواد، الکترون‌ها به جفت‌هایی تفکیک می‌شوند که بدون هیچ مقاومتی الکتریسیته را عبور می‌دهد. چنین رفتاری معمولا در دماهای فوق سرد رخ می‌دهد، با این وجود، چنین ابررساناهایی برای طیف وسیعی از مصارف قابل استفاده نیستند. به همین دلیل دانشمندان تلاش کرده‌اند تا ابررساناهای گرمی بسازند که قادر باشند در دمای اتاق کار کنند. اما در ابررساناهای گرم، الکترون‌ها در حالی‌که سطوح انرژی خود را تغییر می‌دهند و آماده می‌شوند تا با کمک یکدیگر وارد وضعیت ابررسانایی شوند، یک شکاف‌وار (Pseudogap) را تجربه می‌کنند.
در طی این شکاف‌وار ، الکترون‌ها رفتاری خلاف ابررسانایی از خود نشان می‌دهند. برای مدت 20 سال هیچ کس قادر نبود کشف کند که الکترون‌ها چه کاری انجام می‌دهند. دانشمندان مطمئن نبودند که آیا این بخشی از فرایند کلی ابررسانایی است، یا فرایند مضری برای آن است. همچنین دانشمندان نمی‌دانستند که آیا باید تلاش کنند این شکاف‌وار را مسدود کنند تا ابررساناهای گرم بتوانند بهتر کار کنند.
دانشمندان سه نوع تکنیک اندازه‌گیری را ترکیب کردند تا رفتار الکترونیکی را در سطح، رفتار ترمودینامیکی را در داخل، و تغییرات خصوصیات دینامیکی مواد را در طی زمان مطالعه کنند. آنها دریافتند که در فاز شکاف‌وار ، الکترون‌ها جفت نیستند، بلکه در یک سبک کاملا متمایز دوباره متشکل می‌شوند. علاوه بر آن، این آرایش الکترونی حتی وقتی ماده به ابررسانایی می‌رسد حفظ می‌شود، مساله ای که قبلا کسی متوجه آن نشده بود.
دانشمندان هنوز مطمئن نیستند که این آرایش الکترونی جدیدی چه معنایی دارد، و باید کشف کنند که این آرایش جدید اصولا چیست. اما همین قدر نیز یک یافته هیجان‌انگیز است: حالت جدیدی از ماده که می‌تواند جوابگوی تمام سوالات درباره خصوصیات الکترونیکی و نحوه عملکرد ابررساناها باشد.
50
نظر شما