مشاوره رایگان تحصیلی
منو

کلید ابررسانایی در دست میدان مغناطیسی!

+ 74
رأی شما
- 97

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.

+ 74
رأی شما
- 97



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
مشکل دهم ثانیه تایمر (5 پاسخ)
نواحی در بسط لوران (21 پاسخ)
راهنمایی برای انتخاب کتاب ریاضی و فیزیک (7 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (4 پاسخ)
مقایسه فونون و فوتون (8 پاسخ)
پایان نسبیت اینشتین با حل دقیق معادلات خود او ( فیزیک مطلق) (26 پاسخ)
مطابق فیزیک مطلق، انبساط جهان توسط نیروی دافعه بین اجرام (7 پاسخ)
اثبات حیرت اور فیزیک مطلق بر اثر سیارات روی سینگال های زمینی (12 پاسخ)
حل معمای بزرگ دویصد سالۀ تاج خورشیدی با فیزیک مطلق (1 پاسخ)
سوال از تبدیل ماده به انرژی (24 پاسخ)
نمایی از کهکشان مارپیچی M101 (0 پاسخ)
مغناطیسه کردن یک سیال در حال عبور از یک لوله (0 پاسخ)
انفجار فیزیک توسط عدم برابری بار الکتریکی الکترون و پروتون (0 پاسخ)
دانشجویان فوتونیک و مهندسی اپتیک و لیزر خود را معرفی کنید (26 پاسخ)
بیگ بنگ و سیاهچاله ها (3 پاسخ)
فرمول برای تعیین قدرت عدسی (3 پاسخ)
زمین تخت گرایان (117 پاسخ)
غبار و نور ستاره‌ای در سحابی M78 (0 پاسخ)
کاوشگر ژاپنی از یک سیارک نمونه‌برداری کرد! (0 پاسخ)
فشار برحسب واحد مارتینی (0 پاسخ)
معما های سخت (333 پاسخ)
خورشید در آرامش (0 پاسخ)
پاک شدن ویروس اچ‌آی‌وی پس از پیوند سلول‌های بنیادی (0 پاسخ)
واضح‌ترین عکس از اولتیما تولی (0 پاسخ)
تصاویر نجومی (1989 پاسخ)
بهترین سایت هایی که تا حالا رفتید اینجا قرار بدید (108 پاسخ)
آیا این یک پارادوکسه؟! (1 پاسخ)
کیهان و کائنات؛ فیزیک یا ریاضی؟ (9 پاسخ)
فیزیکدانان و شکار ذرات شبح‌وار (0 پاسخ)
اثر میدان مغناطیسی زمین در مدار زمین آهنگ چگونه است؟ (0 پاسخ)
در جستجوی جرم گمشده کیهان (0 پاسخ)
شاید “ماده تاریک” اصلا وجود نداشته باشد! (0 پاسخ)
۱۴ سال نگاه به ساعت برای اثبات نظریه نسبیت اینشتین (1 پاسخ)
پایان ۱۵ سال کاوش در مریخ (0 پاسخ)
سوال در مورد پرتاب موشک ماهواره بر و چرخش فیلم (1 پاسخ)
میدان دید عریض از خورشید گرفتگی (0 پاسخ)
تصویر های دانشیک (93 پاسخ)
“سیاهچاله‌ها” در کیهان نخستین چگونه شکل گرفتند؟ (0 پاسخ)
اندیس بالانویس (8 پاسخ)
نمای یک کهکشان از لبه (0 پاسخ)
کهکشان راه شیری واقعأ یک دیسک مسطح نیست! (0 پاسخ)
یادگیری فیزیک را از کجا شروع کنم؟ (4 پاسخ)
قانون پایستگی انرژی در مغناطیس (1 پاسخ)
دانشمندان راهی برای سنجش جاذبه مریخ یافتند (0 پاسخ)
آیا اعداد اول فرمول دارند؟ (36 پاسخ)
شروع یادگیری فیزیک برای علاقه مندان (27 پاسخ)
سینماتیک سطح شیبدار (8 پاسخ)
کشف یک کهکشان کوچک بصورت تصادفی (0 پاسخ)
اولین عکس از سیاهچاله تقریبا آماده است! (0 پاسخ)
دو ماشین اگر باهم برخورد کنن کمتر صدمه می‌بینند یا به دیوار؟ (62 پاسخ)
خازن باردار (5 پاسخ)
رد نظریه خمیدگی فضا و زمان (6 پاسخ)
برخی آزمایش‌های فیزیک و دلایل آنها (0 پاسخ)
مساحت قسمتی از سطح یک کره چطور محاسبه می‌شود؟ (9 پاسخ)
نیروی کشسانی فنر (2 پاسخ)
جریان ac و dc (2 پاسخ)
نظر شما درباره ی شکست تقارن ماده و ضد ماده (0 پاسخ)
سرعت اسپین الکترون (1 پاسخ)
خواص ذرات و تعمیمش به خواص جهان (0 پاسخ)
ایجاد خلا در لیوان توسط آتش (8 پاسخ)
مقالات فیزیک
یافته‌های برجسته‌ی تکنولوژی و فناوری‌اطلاعات، در سال ۱۳۹۷
یافته‌های برجسته‌ی پزشکی و سلامت، در سال ۱۳۹۷
خوردن قارچ‌های جادویی شما را خلاق‌تر می‌کند!
یادگیری این ترفند جالب ریاضی را از دست ندهید!
آیا جدول زمانی فرگشت را باید از نو نوشت؟
شواهدی از اجرام جدید در کمربند کویپر!
پایان زندگی ستاره‌های غول‌پیکر
چرا برخی از سال‌ها، دمای زمین بیشتر می‌شود؟
عواقب کم بودن فشار باد تایر اتومبیل
تصویری از جرم سرگردان میان‌کهکشانی!
آیا هوش‌مصنوعی به خودآگاهی خواهد رسید؟
دوقلوهای نیمه‌همسان چگونه به‌وجود می‌آیند؟
دندانی که درون بینی رشد کرده است!
ساخت اتم‌های ضدماده در آزمایشگاه
آیا فضاپیمای اسرائیلی با موفقیت به سطح ماه خواهد رسید؟!
راز هم‌ترازی اهرام مصر فاش شد!
شباهت جالب نئاندرتال‌ها با انسان‌های امروزی
اندازه‌گیری چگالی ماده‌ی تاریک در جهان
به تماشای واضح‌ترین عکس از اولتیما تولی بنشینید
به کمک نانوتکنولوژی، دید انسان افزایش خواهد یافت
مسابقه‌ی علمی هفتگی شماره‌ی ۱۸
تاثیر تغییرات آب و هوایی بر زندگی ماهی‌گیران!
چرا باید فرض کنیم حیوانات خودآگاهی دارند؟
گوش دادن به موسیقی خلاقیت را نابود می‌کند!
تلسکوپ گانیمد آغاز به‌کار کرد
سلول‌های چربی سفید، ساعت درونی خودشان را دارند
وزن کهکشان راه‌شیری چقدر است؟
ساخت ماده‌ی بیولوژیکی جدید در ابعاد میکروبی!
فرزند بیشتر روند پیری را کندتر می‌کند!
کشف قدیمی‌ترین کوتوله‌ی سفید در کیهان
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
کاوشگر پارکر مدار خود به‌دور خورشید را کامل کرد (0+)
تمرکز می‌تواند علائم یائسگی در زنان را کاهش دهد (0+)
کشف ۱۰۵ گونه‌ی جدید از باکتری‌های دستگاه گوارش (0+)
پروتئینی که به بروز زوال عقل کمک می‌کند (0+)
تاثیر جدول مندلیف بر علم امروزی (0+)
سیستم ایمنی بدن چگونه فکر می‌کند؟ (0+)
نقشه‌ی سه‌بعدی از کهکشان راه‌شیری! (0+)
تویوتا سنچری، رولزرویس ژاپنی (0+)
تزریق انسولین برای دیابتی‌ها راحت‌تر و بدون درد شد (0+)
امروز هوای مریخ چطور است؟ (0+)
ماهی‌ها در آینه خودشان را می‌شناسند! (0+)
نشانه‌هایی از عصر یخبندان اولیه در جنوب آفریقا (0+)
ساخت راکتور هسته‌ای توسط نوجوان ۱۴ ساله! (0+)
با امواج وای‌فای وسایل الکترونیکی‌تان را شارژ کنید (0+)
کشف فسیل گونه‌ی جدیدی از دایناسورها در مغولستان (0+)
ادامه ...