Quantum News

‍ ⚠️کشف فاز جدیدی از ماده کوانتومی⚠️

🔹پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در ایرواین، با همکاری آزمایشگاه ملی لوس‌آلاموس، موفق به مشاهدهٔ تجربی فاز جدیدی از ماده کوانتومی به نام عایق اکسیتونی اسپین-تریپلت در یک مادهٔ توپولوژیک سه‌بعدی به نام پنتاتلورید هافنیوم (HfTe₅) شدند.

🔸این فاز عجیب که تاکنون تنها به‌صورت نظری پیش‌بینی شده بود، حاصل جفت‌شدن خودبه‌خودی الکترون‌ها و حفره‌ها به شکل جفت‌هایی به نام اکسیتون‌ها است؛ اما با تفاوتی مهم: بر خلاف عایق‌های اکسیتونی شناخته‌شده که دارای جفت‌های اسپین سینگلت (با اسپین مخالف) هستند، در اینجا الکترون و حفره دارای اسپین یکسان بوده و جفت‌هایی با پیکربندی تریپلت اسپینی تشکیل می‌دهند.

🔹این پدیده در شرایط میدان مغناطیسی بسیار قوی، بیش از ۷۰ تسلا ، کشف شد. تحت این شرایط شدید – که به آن محدودهٔ فراآشکار کوانتومی گفته می‌شود – نوارهای انرژی (لاندو) با اسپین‌های متفاوت به هم می‌رسند و حالت‌هایی به نام مدهای Weyl یک‌بعدی تشکیل می‌دهند.

🔸پس از عبور از یک آستانه بحرانی، اندازه‌گیری‌های انتقال نشان‌دهندهٔ باز شدن یک شکاف انرژی کوچک (~۲۵۰ میکروالکترون‌ولت) هستند که به‌وضوح با تشکیل اکسیتون‌های تریپلت مرتبط است. این تحول موجب تبدیل سیستم به فازی عایق می‌شود، با وجود آنکه در شرایط عادی خاصیت فلزی دارد.

🔹نکتهٔ جالب دیگر آن است که ماده در این فاز به خنثی بودن الکتریکی کامل می‌رسد، به‌طوری که رسانایی هال در بازهٔ وسیعی از میدان مغناطیسی (۱۰ تا ۷۲ تسلا) کاملاً به صفر می‌رسد. در عین حال، برخلاف بسیاری از فازهای همبستهٔ الکترونی، تقارن انتقالی فضا حفظ می‌شود.

🔸این کشف از چند جهت حائز اهمیت است: اول اینکه فاز جدیدی از ماده معرفی شده است که همچون حالت جدیدی از آب (مایع، بخار، یخ)، یک وضعیت نو از ماده محسوب می‌شود.

🔹دوم، امکان توسعهٔ ابزارهای اسپینترونیک و کوانتومی را فراهم می‌کند که در آن اطلاعات به جای بار الکتریکی، توسط اسپین منتقل می‌شوند؛ این فناوری می‌تواند بازده انرژی بالاتر و حتی پدیده‌هایی مانند ابرسیالیت اسپینی را ممکن سازد.

🔸سوم، این ماده به دلیل مقاومت بالا در برابر تشعشعات می‌تواند نامزد مناسبی برای رایانه‌های مقاوم در مأموریت‌های فضایی، به‌ویژه در سفرهای طولانی‌مدت به مریخ باشد.

🔹در مجموع، این مشاهدهٔ تجربی از عایق اکسیتونی اسپین-تریپلت، گامی مهم در فیزیک مادهٔ چگال کوانتومی و علم انتقال اسپین به‌شمار می‌رود و بستری مناسب برای بررسی فازها و فناوری‌های نوین کوانتومی فراهم می‌آورد.

🌐لینک خبر

📎join: @QuantumTEQ  

🔵LinkedIn   
_._._._
#اخبار #مواد_کوانتومی

❤6

www.tgoop.com/QuantumTEQ/1208

545 viewsedited  Jul 27 at 10:34

‍ ⚠️کشف فاز جدیدی از ماده کوانتومی⚠️

🔹پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در ایرواین، با همکاری آزمایشگاه ملی لوس‌آلاموس، موفق به مشاهدهٔ تجربی فاز جدیدی از ماده کوانتومی به نام عایق اکسیتونی اسپین-تریپلت در یک مادهٔ توپولوژیک سه‌بعدی به نام پنتاتلورید هافنیوم (HfTe₅) شدند.

🔸این فاز عجیب که تاکنون تنها به‌صورت نظری پیش‌بینی شده بود، حاصل جفت‌شدن خودبه‌خودی الکترون‌ها و حفره‌ها به شکل جفت‌هایی به نام اکسیتون‌ها است؛ اما با تفاوتی مهم: بر خلاف عایق‌های اکسیتونی شناخته‌شده که دارای جفت‌های اسپین سینگلت (با اسپین مخالف) هستند، در اینجا الکترون و حفره دارای اسپین یکسان بوده و جفت‌هایی با پیکربندی تریپلت اسپینی تشکیل می‌دهند.

🔹این پدیده در شرایط میدان مغناطیسی بسیار قوی، بیش از ۷۰ تسلا ، کشف شد. تحت این شرایط شدید – که به آن محدودهٔ فراآشکار کوانتومی گفته می‌شود – نوارهای انرژی (لاندو) با اسپین‌های متفاوت به هم می‌رسند و حالت‌هایی به نام مدهای Weyl یک‌بعدی تشکیل می‌دهند.

🔸پس از عبور از یک آستانه بحرانی، اندازه‌گیری‌های انتقال نشان‌دهندهٔ باز شدن یک شکاف انرژی کوچک (~۲۵۰ میکروالکترون‌ولت) هستند که به‌وضوح با تشکیل اکسیتون‌های تریپلت مرتبط است. این تحول موجب تبدیل سیستم به فازی عایق می‌شود، با وجود آنکه در شرایط عادی خاصیت فلزی دارد.

🔹نکتهٔ جالب دیگر آن است که ماده در این فاز به خنثی بودن الکتریکی کامل می‌رسد، به‌طوری که رسانایی هال در بازهٔ وسیعی از میدان مغناطیسی (۱۰ تا ۷۲ تسلا) کاملاً به صفر می‌رسد. در عین حال، برخلاف بسیاری از فازهای همبستهٔ الکترونی، تقارن انتقالی فضا حفظ می‌شود.

🔸این کشف از چند جهت حائز اهمیت است: اول اینکه فاز جدیدی از ماده معرفی شده است که همچون حالت جدیدی از آب (مایع، بخار، یخ)، یک وضعیت نو از ماده محسوب می‌شود.

🔹دوم، امکان توسعهٔ ابزارهای اسپینترونیک و کوانتومی را فراهم می‌کند که در آن اطلاعات به جای بار الکتریکی، توسط اسپین منتقل می‌شوند؛ این فناوری می‌تواند بازده انرژی بالاتر و حتی پدیده‌هایی مانند ابرسیالیت اسپینی را ممکن سازد.

🔸سوم، این ماده به دلیل مقاومت بالا در برابر تشعشعات می‌تواند نامزد مناسبی برای رایانه‌های مقاوم در مأموریت‌های فضایی، به‌ویژه در سفرهای طولانی‌مدت به مریخ باشد.

🔹در مجموع، این مشاهدهٔ تجربی از عایق اکسیتونی اسپین-تریپلت، گامی مهم در فیزیک مادهٔ چگال کوانتومی و علم انتقال اسپین به‌شمار می‌رود و بستری مناسب برای بررسی فازها و فناوری‌های نوین کوانتومی فراهم می‌آورد.

🌐لینک خبر

📎join: @QuantumTEQ  

🔵LinkedIn   
_._._._
#اخبار #مواد_کوانتومی

BY Quantum News