مشاوره رایگان تحصیلی
منو

کلید ابررسانایی در دست میدان مغناطیسی!

+ 80
رأی شما
- 123

ابررسانایی و میدان‌های مغناطیسی معمولاً رقیب هم به حساب می‌آیند٬ طوری‌که میدان‌های مغناطیسی بسیار قوی موجب ازبین رفتن حالت ابررسانایی می شوند. اما بتازگی فیزیک‌پیشگانی از موسسه‌ی پاول شرر (PSI) نشان داده‌اند که یک حالت نادر ابررسانایی٬ تنها در ماده‌ی CeCoIn5زمانی ایجاد می‌شود که میدان‌های مغناطیسی خارجی قوی وجود داشته باشند. این ماده قبلاً در میدان‌های ضعیف‌تر ابررسانا بوده با این وجود در میدان‌های قوی یک حالت ابررسانایی ثانویه‌ی اضافی نیز ایجاد می‌شود. این یعنی دو حالت ابررساناییِ متفاوت در یک زمان و در یک ماده وجود دارد.

ماده‌ی CeCoIn5 در دماهای بسیار پائین ابررساناست. همان‌طور که انتظار می‌رود ابررسانایی در حضور میدان‌های مغناطیسیِ بسیار قوی از بین می‌رود (در مورد این ماده در میدان‌های بالاتر از ۱۲ تسلا این پدیده رخ می‌دهد). اما اکنون پژوهش‌گرانی از موسسه‌ی پاول شرر نشان داده‌اند قبل از آن‌ که ابررسانایی به خاطر میدان مغناطیس قوی از بین برود٬ حالت نامتعارفی در این ماده در میدان‌های مغناطیسی قوی ایجاد می‌شود. در این حالت نامتعارف٬ یک حالت جدید پادفرومغناطیسیِ اضافی علاوه بر ابررسانایی مشاهده می‌شود. در حالت عادی بخشی از گشتاورهای مغناطیسی این ماده در یک جهت و بخشی در جهت مخالف جهت‌گیری می‌کنند. نتایجی که از مباحثی تقارنی حاصل می‌شود به این نتیجه‌گیری می‌انجامد که بایستی حالت کوانتومی نادری به این سیستم مغناطیسی مرتبط باشد.

میشل کنزلمن در حال تنظیم گاز ورودی به داخل آهنربای با میدان بالا؛ آزمایش‌هایی که بر روی CeCoIn5 در منبع نوترونی SINQ انجام شده است.

دو نوع ابررسانایی در یک زمان

پژوهش‌گرانِ موسسه‌ی PSI خواص این نظام پادفرومغناطیس را مورد آزمایش قرار داده و نتیجه گرفتند که این حالت کوانتومی نادر مربوط به یک حالت ابررسانایی مستقل و ثانویه است. ابررسانایی زمانی رخ می‌دهد که الکترون‌های ماده‌ی موردنظر به شکل جفت‌های کوپری به هم بپیوندند. این جفت‌ها قادرند تا آزادانه در ماده حرکت کنند. از چشم‌انداز جفت‌های کوپری٬ انواع مختلفی از ابررسانایی وجود دارد. به ویژه این ابررسانایی‌ها از لحاظ ویژگی‌های تقارنیِ حرکتِ جفت‌های کوپری با هم‌ تفاوت دارند. در ماده‌ای که اینجا مورد آزمایش واقع شده یک حالت کوانتومی ثانویه (علاوه بر حالت اولیه‌ای که قبلاً وجود داشته) وجود دارد. به بیان تخصصی تر٬ ابتدا ابررسانایی موج-d وجود داشته که در یک حالت نامتعارف به ابرسانایی موج-p می‌پیوندد.

آشکارسازی به وسیله‌ی نوترون‌ها

سیستم پادفرومغناطیسی در ماده‌ی موردنظر با انجام آزمایش‌های نوترونی در منبع نوترونیِ SINQ موسسه‌ی PSI و در موسسه‌ی لاوه-لانگوین در گرنوبل مشاهده شده است. در این آزمایش‌ها پرتوی نوترونی از داخل ماده می گذرد. پس از آن محققان مشاهده می‌کنند که در کدام جهت تعداد زیادی از نوترون‌ها پراکنده می‌شوند. این کار ما را قادر می‌سازد تا در مورد ساختار منظم داخل ماده نتیجه‌گیری کنیم. در این مورد یک جهت اضافی پدیدار می‌شود که بسیاری از نوترون‌ها در میدان‌های مغناطیسی قوی در آن جهت پراکنده می‌شوند. این پدیده به نظام پادفرومغناطیس مربوط می‌شود یا به بیان دقیق‌تر مربوط به یک موج چگالی اسپینی است. یعنی وقتی در جهت معینی در داخل ماده حرکت می‌کنیم٬ ممان‌های مغناطیسی ابتدا در یک جهت قرار دارند٬ بزرگتر شده و سپس کوچک‌تر شود و پس از آن در جهت مخالف قرار گرفته٬ بزرگ تر شده و دوباره کوچک‌تر می‌شوند و غیره. اگر این ممان‌ها را به شکل پیکان هایی رسم کنید٬ نوک این پیکان ‌ها با یک خط موجی بهم مرتبط می‌شوند.

در این ماده٬ امواج چگالی اسپینی قادرند تا در دو جهت (که بر هم عمودند) حرکت کنند٬ یعنی می‌توانند در دو حوزه‌ی مختلف ظاهر شوند. و این همان جهتی است که در آن امواج چگالی اسپینی بسته به جهت میدان مغناطیسی خارجی حرکت می‌کنند. وقتی جهت میدان مغناطیسی در جهت ویژه‌ای تغییر می‌کند جهت‌گیری موج چگالی اسپینی نیز ناگهان تغییر می‌کند. برای اثبات این اثر٬ محققان وسیله‌ی ویژه‌ای را برای نگه‌داشتن نمونه‌ا‌ی از این ماده ساخته‌اند. این نگه‌دارنده با استفاده از این اصل ساخته شده که نمونه بتواند با درجات بسیار کوچکی مابین اندازه‌گیری‌ها منحرف شود.

حالت کوانتومیِ تحت کنترل

آن طور که میشل کنزلمن (Michel Kenzelmann)٬ رئیس تیم تحقیقاتی PSI توضیح می‌دهد: «رفتاری که از این ماده مشاهده شده کاملاً غیرمنتظره بوده و مطمئناً یک اثر مغناطیسیِ خالص نبوده است». «این نشانه‌ای است واضح از این‌که در این ماده یک حالت ابررسانایی جدید همراه با موج چگالی اسپینی (آن‌گونه که از مباحث تقارنی انتظار می‌رود) رخ می‌دهد». ویژگی خاص این حالت آن است که ارتباط بسیار نزدیکی با نظام مغناطیسی دارد. یعنی هم این حالت ابررسانایی جدید و هم موج چگالی اسپینی با افزایش شدت میدان مغناطیسی خارجی تقویت می‌شوند. از این‌رو می‌توان با استفاده از میدان مغناطیسی خارجی این حالت کوانتومی (که به ابررسانایی مربوط است) را مستقیماً کنترل کرد. این امکان که بتوان حالات کوانتومی را مستقیماً کنترل کرد٬ برای رایانه‌های کوانتومیِ آینده حائز اهمیت است. سایمون گربر (Simon Gerber)٬ نویسنده‌ی اول این مقاله می‌افزاید: «حتی اگر این ماده‌ی ویژه٬ احتمالاً به دلیل دماهای پائین و میدان‌های مغناطیسیِ قوی که موردنیاز است٬ مورد استفاده قرار نگیرد٬ اما آزمایش‌های ما نشان می‌دهند که در اصل این نوع از کنترل شبیه چه چیزی می‌تواند باشد».

یافته‌های این پژوهش در مجله‌ی علمی فیزیکِ نیچر انتشار یافته است.

+ 80
رأی شما
- 123



www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● تحصیل در کانادا
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
کتاب ماجراجویی های فیزیکدان قرن بیستم (3 پاسخ)
درخواست مشاوره از دوستانی که فیزیک خوندن (48 پاسخ)
طولِ موجِ پرتوی بازتابی از آینه ی شتابدار (سوالی نسبیتی) (83 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (15 پاسخ)
درخواست معرفی منابع آموزشی جهت یادگیری برخی محاسبات (5 پاسخ)
مرز فیزیک کوانتوم کجاست؟ (12 پاسخ)
محاسبه طول یک رول کاغذ به ضخامت و شعاع مشخص (1 پاسخ)
فاصله ی بین نقاطِ شتابدار از دیدِ ناظران لَخت (سوالی نسبیتی) (79 پاسخ)
نوسانات کوانتومی (6 پاسخ)
سوال درباره حرکت نسبیتی (14 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (7 پاسخ)
نظر غالب در رابطه با انبساط کیهان چیست؟ (0 پاسخ)
نظریه گرانش حرکتی و اثبات کامل آن بر اساس نظریه نسبیت عمومی (9 پاسخ)
گالری عکس آسمان (645 پاسخ)
ضرایب پتانسیل (3 پاسخ)
روش فدیف (انجام محاسبات چند جسمی) (0 پاسخ)
آیا زمان بردار است؟ (چون جهت دارد: از گذشته رو به آینده) (19 پاسخ)
نگاهی نو به زمان (33 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (26 پاسخ)
توضیح چرایی انحراف جزئی سیاره عطارد از مدار خودش (3 پاسخ)
پیش بینی آینده ساختار کیهان بر اساس نظریه گرانش حرکتی (1 پاسخ)
نیروی الکتروگراویتی (3 پاسخ)
علت چرخش الکترون چیست؟ (13 پاسخ)
ساده ترین بیان برای منشاء گرانش (18 پاسخ)
پیش بینی چرخش خودکار کهکشان ها (0 پاسخ)
معرفی سه ساختار اصلی برای پایداری کهکشان ها (0 پاسخ)
توضیح کامل درباره ماهیت ماده تاریک بر اساس نظریه گرانش حرکتی (0 پاسخ)
توضیح کامل درباره ماهیت انرژی تاریک بر اساس نظریه گرانش حرکت (0 پاسخ)
کتاب فیزیک آینده (2 پاسخ)
جنس ذره برخورد کننده (5 پاسخ)
وجود قید در ترکیب (7 پاسخ)
چرخش به دور درخت با سرعت نور (18 پاسخ)
نیروی گرانش از کجا پدید می آید منشا آن چیست؟ (40 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (225 پاسخ)
زمین تخت گرایان (138 پاسخ)
علیت (16 پاسخ)
فعالیت نوری (2 پاسخ)
منظور هاوكينگ از به وجود آمدن جهان از هیچ چیست؟ (15 پاسخ)
زمان در مکانیک کوانتومی (3 پاسخ)
مدار RLC (1 پاسخ)
نور و میدان مغناطیسی (1 پاسخ)
تعریف فاصله در نسبیت و سازگاری نسبیت عام با مکانیک نیوتونی (20 پاسخ)
پایان نظریۀ نسبیت اینشین به تمام جهان اعلام می شود (10 پاسخ)
کهن‌ترین مولکول کیهان در فضا کشف شد! (0 پاسخ)
پایان نسبیت اینشتین با حل دقیق معادلات خود او ( فیزیک مطلق) (29 پاسخ)
اثبات حیرت آور فیزیک مطلق بر اثر سیارات روی سینگال های زمینی (17 پاسخ)
انفجار فیزیک توسط عدم برابری بار الکتریکی الکترون و پروتون (5 پاسخ)
نانوتکنولوژی و کاربردهای آن (1 پاسخ)
نسبیت، انرژی و ماده (2 پاسخ)
قانون فاراده (1 پاسخ)
هسته درونی عطارد جامد است (0 پاسخ)
آیا عینک‌های فوتوکرومیک هم جزو مواد هوشمند هستند؟ (0 پاسخ)
نسبیت در سرعت زاویه ای (6 پاسخ)
حرکت ذره باردار در دو میدان (4 پاسخ)
نخستین مریخ‌لرزه ثبت شد! (0 پاسخ)
بسط تیلور (6 پاسخ)
مشکل دهم ثانیه تایمر (15 پاسخ)
انتقال الکترون در جریان الکتریکی (2 پاسخ)
ساخت اولین قلب با چاپگر سه‌بعدی و رگ و پی انسانی (0 پاسخ)
آيا آهنربا ميدان خودرا از دست ميده؟ (36 پاسخ)
مقالات فیزیک
کشف منشاء یک انفجار رادیویی
معجزه‌ی هوش‌مصنوعی در بخش پزشکی
شناسایی سلولی ضدآلرژی
چگونه یک سیاره متولد می‌شود؟
درمانی سریع برای اضافه وزن شدید
حافظه‌ی کامپیوترهای آینده را بشناسیم!
میکروب‌هایی که داروهای ما را می‌خورند
شگفتیِ انفجارهای گاما
در مرکز کهکشان راه‌شیری چه خبر است؟
حفره‌های اسرارآمیز دریای جنوبگان
گونه‌های مختلف نهنگ با هم جفتگیری می‌کنند!
نگاهی به اعماق کهکشانی از خوشه‌ی سنبله
آغاز عصر جدید زمین‌شناسی
حلقه‌های اسرارآمیز سیاره‌ی اورانوس
بگذارید بچه‌ها خاک بازی کنند!
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی سی و یک
کشف کرمی که سنگ‌ می‌خورد!
دلیلی برای خشکی سرخرگ‌ها
ابرهای مریخ چگونه به‌وجود می‌آیند؟
رابطه‌ی رشد جنگل‌ها و تغییرات اقلیمی
این کهکشان بیضوی، مملو از ماده‌ی تاریک است
ساخت یخچال‌هایی در مقیاس کوانتومی
نظریه‌ای که نگاه ما به ماده‌ی تاریک را تغییر داد
ضرورت بازگشت انسان به ماه
دلیل انقراض گونه‌ای غول‌پیکر
زنان باکتری‌های بیشتری دارند یا مردان؟
در جستجوی حیات فرازمینی
تاریخچه‌ی انسان‌های ساکن سیبری
دسته‌بندی جدید برای مواد معدنی
کشف گونه‌ی جدیدی از دایناسورهای گیاهخوار
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
کشف سیاره‌ی فراخورشیدی جدید (0+)
غذای بومیان صحرای آفریقا چه بوده است؟ (0+)
مزیت منحصربه‌فرد نوشیدن قهوه (0+)
قطب شمال اسرارآمیز مریخ (0+)
قدیمی‌ترین سلول‌های بدن انسان (0+)
ارتباط آلزایمر و بالا بودن کلسترول (0+)
تاثیر روانی انسان‌ها بر سگ‌های‌شان (0+)
کهکشانی مارپیچی و ابرنواخترهایش (0+)
کشف دو گونه‌ی جدید از دایناسورها (0+)
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی بیست و نه (0+)
چرا دندان‌های این ماهی شفاف است؟ (0+)
محل اصابت شهاب‌سنگ در اسکاتلند (0+)
منشاء شیشه‌های باستانی چیست؟ (0+)
تاثیر مخرب کم‌خوابی بر بدن (0+)
سیبری سکونت‌گاهی خوش آب‌وهوا خواهد شد (0+)
ادامه ...