در دنیای ذرات، گاهی اوقات دو بهتر از یک است. به عنوان مثال، جفت های الکترونیکی را در نظر بگیرید. هنگامی که دو الکترون به یکدیگر متصل می شوند، می توانند بدون اصطکاک از درون ماده بگذرند و به ماده خاصیت ابررسانایی خاصی می دهند. چنین الکترون‌های جفتی یا جفت‌های کوپر نوعی ذره هیبریدی هستند - ترکیبی از دو ذره که مانند یک رفتار می‌کنند، با خواصی که بیشتر از مجموع اجزای آن است.
فیزیکدانان MIT اکنون نوع دیگری از ذرات هیبریدی را در یک ماده مغناطیسی دو بعدی غیرمعمول کشف کرده اند. آنها مشخص کردند که ذره هیبریدی مخلوطی از یک الکترون و یک فونون (شبه ذره ای است که توسط اتم های ارتعاشی ماده تولید می شود). هنگامی که آنها قدرت بین یک الکترون و یک فونون را اندازه‌گیری کردند، دریافتند که چسب - یا پیوند - 10 برابر قوی‌تر از هر هیبرید الکترون-فونون دیگری است که تا به امروز شناخته شده است.
اتصال انحصاری ذره نشان می دهد که الکترون و فونون آن می توانند پشت سر هم تنظیم شوند. برای مثال، هر تغییری در الکترون باید بر فونون تأثیر بگذارد و بالعکس. به طور کلی، تحریک الکترونیکی، مانند ولتاژ یا نور، اعمال شده بر روی یک ذره ترکیبی می تواند الکترون را به طور معمول تحریک کند، و همچنین فونون را تحت تاثیر قرار دهد، که بر خواص ساختاری یا مغناطیسی ماده تاثیر می گذارد. چنین کنترل دوگانه ای می تواند به دانشمندان اجازه دهد تا ولتاژ یا نور را به یک ماده اعمال کنند تا نه تنها خواص الکتریکی بلکه مغناطیس آن را نیز تنظیم کنند.
نتایج به ویژه مهم است زیرا تیم ذره هیبریدی را در تری سولفید نیکل فسفر (NiPS) شناسایی کرد.3یک ماده دو بعدی که اخیراً با خواص مغناطیسی خود مورد توجه قرار گرفته است. اگر بتوان این ویژگی ها را به عنوان مثال توسط ذرات هیبریدی تازه کشف شده دستکاری کرد، دانشمندان بر این باورند که روزی این ماده می تواند به عنوان نوع جدیدی از نیمه هادی مغناطیسی مفید باشد که می تواند به الکترونیک کوچکتر، سریعتر و کارآمدتر تبدیل شود.
نوآ گدیک، استاد فیزیک در موسسه فناوری ماساچوست، می گوید: تصور کنید اگر بتوانیم یک الکترون را تحریک کنیم و مغناطیس واکنش نشان دهیم. سپس می‌توانید دستگاه‌هایی را با روشی که امروز کار می‌کنند متفاوت بسازید.»
گدیک و همکارانش نتایج خود را امروز در مجله منتشر کردند ارتباطات طبیعی. نویسندگان مشترک آن عبارتند از: Emre Ergechen، Batir Ilyas، Dan Mao، Hoi Chun Po، Mehmet Burak Yilmaz و Senthil Todadri از موسسه فناوری ماساچوست، همراه با Junghyun Kim و Je-Geun Park از دانشگاه ملی سئول در کره.
ورق های ذرات
حوزه فیزیک مدرن ماده متراکم تا حدی بر جستجوی فعل و انفعالات در ماده در مقیاس نانو متمرکز است. چنین برهمکنش‌هایی بین اتم‌ها، الکترون‌ها و دیگر ذرات زیراتمی ماده می‌تواند منجر به نتایج شگفت‌انگیزی مانند ابررسانایی و دیگر پدیده‌های عجیب و غریب شود. فیزیکدانان با متراکم کردن مواد شیمیایی روی سطوح به دنبال این فعل و انفعالات هستند تا صفحاتی از مواد دو بعدی را سنتز کنند که می توانند به نازکی یک لایه اتمی ساخته شوند.
در سال 2018، یک گروه تحقیقاتی در کره برخی از فعل و انفعالات غیرمنتظره را در صفحات NiPS سنتز شده پیدا کردند.3، ماده ای دو بعدی که در دمای بسیار پایین حدود 150 کلوین یا 123- درجه سانتیگراد به یک ضد فرومغناطیس تبدیل می شود. ریزساختار یک ضد فرومغناطیس شبیه شبکه‌ای از اتم‌ها است که چرخش‌های آن برخلاف گردش‌های یک همسایه است. برعکس، مواد فرومغناطیسی متشکل از اتم‌هایی با چرخش‌هایی هستند که در یک جهت قرار دارند.
هنگام کاوش NiPS3این گروه دریافتند که برانگیختگی عجیب و غریب زمانی آشکار می‌شود که ماده در زیر انتقال ضد فرومغناطیسی سرد شود، اگرچه ماهیت دقیق برهمکنش‌های مسئول این امر نامشخص است. گروهی دیگر نشانه هایی از یک ذره هیبریدی پیدا کردند، اما ترکیبات دقیق آن و رابطه آن با این برانگیختگی عجیب و غریب نیز نامشخص بود.
گدیک و همکارانش به این فکر کردند که آیا می‌توانند ذره هیبریدی را شناسایی کرده و با گرفتن حرکات لیزر اولتراسونیک مشخصه دو ذره را که کل را تشکیل می‌دهند، استخراج کنند.
برداشت هنرمند از الکترون‌هایی که در اوربیتال‌های d موضعی دارند و به شدت با امواج ارتعاشی شبکه (فونون‌ها) برهم‌کنش دارند. ساختار لوبولار ابر الکترونی یون های نیکل را در NiPS به تصویر می کشد3، همچنین به عنوان اوربیتال شناخته می شود. امواج ساطع شده از ساختار مداری نوسانات فونونی هستند. نوارهای قرمز روشن نشان دهنده تشکیل یک حالت متصل بین الکترون ها و ارتعاشات شبکه است. اعتبار: امره ارگنگن
به صورت مغناطیسی قابل مشاهده است
معمولا حرکت الکترون‌ها و سایر ذرات زیراتمی حتی با سریع‌ترین دوربین جهان برای تصویربرداری بسیار سریع است. گدیک می‌گوید این چالش مانند تیراندازی به مردی است که در حال دویدن است. تصویر حاصل تار می شود زیرا شاتر دوربین که نور را برای ثبت تصویر عبور می دهد، به اندازه کافی سریع نیست و قبل از اینکه شاتر بتواند عکس واضحی بگیرد، هنوز در کادر کار می کند.
برای دور زدن این مشکل، این تیم از لیزر فوق سریعی استفاده کرد که پالس های نوری با مدت زمان تنها 25 فمتوثانیه ساطع می کند (یک فمتوثانیه 1 میلیونیم از 1 میلیاردیم ثانیه است). آنها پالس لیزر را به دو پالس جداگانه تقسیم کردند و آنها را به یک نمونه از NiPS هدایت کردند3. دو پالس با کمی تاخیر از یکدیگر تنظیم شدند، به طوری که اولی نمونه را تحریک یا "لگد" کرد، در حالی که دومی پاسخ نمونه را با وضوح زمانی 25 فمتوثانیه گرفت. به این ترتیب، آنها توانستند «فیلم‌هایی» فوق‌سریع بسازند که از آنها می‌توان فعل و انفعالات ذرات مختلف در مواد را استنباط کرد.
به طور خاص، آنها مقدار دقیق نور منعکس شده از نمونه را به عنوان تابعی از زمان بین دو پالس اندازه گیری می کنند. در صورت وجود ذرات ترکیبی، این بازتاب باید به روش خاصی تغییر کند. این زمانی اتفاق می افتد که نمونه در دمای زیر 150 کلوین خنک شود، زمانی که ماده ضد فرومغناطیسی می شود.
Ergechen می‌گوید: «ما دریافتیم که این ذره هیبریدی تنها در زیر دمای خاصی قابل مشاهده است که مغناطیس روشن باشد.
برای شناسایی اجزای خاص این ذره، تیم رنگ یا فرکانس اولین لیزر را تغییر داد و دریافت که ذره هیبریدی زمانی قابل مشاهده است که فرکانس نور منعکس شده در اطراف نوع خاصی از انتقال باشد که زمانی که یک الکترون بین حرکت می کند رخ می دهد. دو اوربیتال d آنها همچنین فاصله بین الگوی تناوبی قابل مشاهده در طیف نور منعکس شده را بررسی کردند و دریافتند که با انرژی نوع خاصی از فونون مطابقت دارد. این روشن کرد که ذره هیبریدی از برانگیختگی الکترون های مدار d و این فونون خاص تشکیل شده است.
آنها بر اساس اندازه‌گیری‌های خود مدل‌سازی بیشتری انجام دادند و دریافتند که نیرویی که الکترون را به فونون متصل می‌کند، حدود 10 برابر قوی‌تر از نیرویی است که برای دیگر هیبریدهای الکترون-فونون شناخته شده تخمین زده می‌شود.
ایلیاس می گوید: «یک راه بالقوه برای استفاده از این ذره هیبریدی این است که می تواند به شما امکان اتصال به یک جزء و تنظیم غیر مستقیم دیگری را بدهد. به این ترتیب می توانید خواص یک ماده مانند حالت مغناطیسی سیستم را تغییر دهید.
نقل قول: فیزیکدانان یک ذره ترکیبی را کشف کردند که توسط یک "چسب" شدید منحصر به فرد به هم متصل شده است (2022، 10 ژانویه)، استخراج شده در 11 ژانویه 2022 از https://phys.org/news/2022-01-physicists-hybrid-particle -held -uniquely.html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]
مقالات مشابه
- محققان برای اولین بار در حال تولید یک پرتو گردابی از اتم ها و مولکول ها هستند
- Stringcheeseincident: 10 جدید AWD اتومبیل برای کمتر از $25k
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- در اینجا چیزی است که آمریکایی ها splurged در طول 100 روز از coronavirus همه گیر
- "یک فروشي:" United Airlines به اخراج به 36,000 آمریکا کارکنان در ماه اکتبر به عنوان سفر باقی مانده افسرده
- شبکه مربی ژاک Vaughn در زندگی در NBA دیزنی حباب
- استراتژی برای به حداکثر رساندن داروهای گیاهی
- خرید لباس بچگانه ؛ راهنمای خرید حضوری و خرید آنلاین
- کلمات کلیدی: 'دلار در حال رفتن به سقوط بسیار به شدت' هشدار برجسته دانشگاه ییل اقتصاددان
- BitBeat: Is It Bitcoin, Or Bitcoin?