يحدد الفيزيائيون شكلًا جديدًا غريبًا من الموصلية الفائقة: تنبيه علمي

تعد الموصلية الفائقة بتحويل كل شيء من شبكات الطاقة إلى الإلكترونيات الشخصية. ومع ذلك ، فإن الحصول على شكل من أشكال الطاقة منخفضة النفايات للعمل في درجات حرارة وضغوط محيطة يثبت أنه من الأسهل قوله أكثر من فعله.

هذا الاكتشاف الذي قام به فريق من الباحثين من جامعة إيموري وجامعة ستانفورد في الولايات المتحدة ، يمكن أن يوجه نظريات للمساعدة في التغلب على المعضلة.

يسمى هذا الاكتشاف الموصلية الفائقة التذبذبية. وتشمل هذه السلوكيات النموذجية للموصل الفائق شراكات الإلكترون يطلق عليهم أزواج كوبر التي تتحرك خلال المواد دون أن تفقد قدرًا كبيرًا من الطاقة في شكل حرارة.

تتحرك أزواج كوبر في نوع من الرقص الشبيه بالموجة في الموصلية الفائقة المتذبذبة. على الرغم من ندرة الموصلية الفائقة “العادية” ، إلا أن التذبذبات تحدث في درجات حرارة عالية نسبيًا ، وهي ظاهرة مثيرة للاهتمام للعلماء الذين يريدون استمرار الموصلية الفائقة في درجة حرارة الغرفة.

“اكتشفنا أن الهياكل التي تسمى فرادى فان هوف يمكن أن تخلق حالات تعديل وتذبذب من الموصلية الفائقة.” هو يقول الفيزيائي لويس سانتوس من جامعة إيموري في الولايات المتحدة.

“يوفر عملنا إطارًا نظريًا جديدًا لفهم أصول هذا السلوك ، وهي ظاهرة غير مفهومة جيدًا.”

هؤلاء هم لا يتجزأ فان هوف يمكن أن تتسبب بعض الهياكل التي تحدث في مواد معينة في أن تخضع الإلكترونات لتغيرات طاقة غير عادية. يمكن أن يكون لهذا تأثير كبير على كيفية تفاعل المادة مع القوى الخارجية وكيفية توصيلها للكهرباء.

في هذه الدراسة ، صمم الفريق تفردات فان هوف بطريقة جديدة. تظهر نتائج النمذجة أنه في ظل ظروف معينة ، يمكن أن تؤدي هذه الهياكل المحددة إلى الموصلية الفائقة التذبذبية ، مما يمنحنا طرقًا جديدة لإدارتها أو بدء تشغيلها.

هذه كلها فيزياء عالية المستوى ، ونظرية فقط في الوقت الحالي ، لكنها تحسن فهمنا للموصلية الفائقة في درجات الحرارة المحيطة. ثلاث مرات أكثر برودة من ثلاجة المطبخ النموذجية – لا يزال رائعًا ، لكن يمكن التحكم فيه بشكل عام.

هناك بعض الجدل الجاد حول ما إذا كانت الموصلية الفائقة قد تحققت في درجة حرارة الغرفة ، ولكن من المؤكد أنه لم يتم الوصول إليها بعد بما يكفي للسماح باستخدامها خارج المختبر أو في معدات ضخمة باهظة الثمن.

تم اكتشاف الموصلية الفائقة في عام 1911 من قبل فيزيائي هولندي هايك كامرلينج في التجارب على الزئبقلكن العلماء لم يفهموا هذا حتى عام 1957 كيف ولماذا ماذا يحدث هنا. منذ ذلك الحين ، اكتشفنا الكثير ، بما في ذلك كيفية ظهور هذه الظاهرة في شكل متذبذب.

الأمل هو أننا في يوم من الأيام سننقل الكهرباء بشكل أكثر كفاءة وأرخص. إن قدرة الموصلات الفائقة على توليد مجالات مغناطيسية فائقة القوة تُستخدم بالفعل بشكل جيد: في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي ، قطارات ماجليفوفي مصادم الهادرون الكبير.

“أشك في أن Kammerling كان يفكر في التحليق أو مسرعات الجسيمات عندما اكتشف الموصلية الفائقة ، لكن كل شيء نتعلمه عن العالم له تطبيقات محتملة.” هو يقول سانتوس.

نشرت في الأطروحة خطابات المراجعة المادية.