دانشمندان برای اولین بار موفق به تولید ماده نور در ساختاری شبه‌کریستالی شدند. این کشف بی‌سابقه، مرزهای دانش را فراتر برده و می‌تواند درک ما از جهان را به کلی دگرگون سازد.
کشف ماده نور توسط پژوهشگران، دستاوردی مهم در حوزه فیزیک کوانتوم محسوب می‌شود. این پدیده جدید، مسیرهای نوینی را برای مطالعه پدیده‌های بنیادین ماده و انرژی می‌گشاید. دانشمندان بر این باورند که این نوع تازه از ماده، نویدبخش تحولات بی‌سابقه‌ای در کاربردهای علمی و صنعتی آینده خواهد بود. پتانسیل‌های آن فراتر از درک فعلی ما از جهان است.
شبه‌کریستال‌ها: ساختار اتمی شگفت‌انگیز
شبه‌کریستال‌ها که برای اولین بار توسط دن شکتمان در سال ۱۹۸۴ کشف شدند و جایزه نوبل را برایش به ارمغان آوردند، دانشمندان را مجذوب خود کرده‌اند. این مواد ساختاری متناقض دارند: فاقد الگوی تکرارونده بلورهای معمولی هستند اما نظمی دقیق و بلندمدت از خود نشان می‌دهند. ساختار اتمی منحصر به فرد شبه‌کریستال‌ها می‌تواند در ساخت پوشش‌های بسیار بادوام و نچسب برای ظروف و تیغ‌های ریش‌تراشی به کار رود و عمر آن‌ها را به طور قابل توجهی افزایش دهد. در آینده، شبه‌کریستال‌ها ممکن است به عایق‌بندی کارآمدتر ساختمان‌ها و بهبود فناوری‌های LED برای روشنایی منجر شوند.
- نیروی هسته ای ضعیف چیست و چرا مهم است؟
- دانشمندان اولین کامپیوتر کوانتومی جهان را با تراشه‌های سیلیکونی معمولی رونمایی کردند
- مهندسان آمریکایی، غیرممکن را ممکن کردند؛ دوربری کوانتومی از طریق اینترنت
- یک نسخه از انسان همیشه توانایی فرار کردن از مرگ را دارد
چگونه «ماده نور» ساخته شد؟
برای ساخت این شبه‌کریستال، محققان اسکولتک و همکارانشان از یک تکنیک نوری پیشرفته استفاده کردند. آن‌ها یک پرتو لیزر را با یک مدولاتور فضایی نور شکل دادند تا الگوی کاشی‌کاری پنروز (Penrose tiling) را بر روی یک نمونه میکروکاواک نیمه‌رسانا ایجاد کنند. این «نقش‌گذاری» آرایه‌ای از نقاط پمپ، بستری برای برهم‌کنش ذرات هیبریدی نور و ماده موسوم به اگزایتون-پولاریتون‌ها فراهم می‌کند.
با افزایش توان لیزر فراتر از آستانه معین، چگالش‌های اگزایتون-پولاریتون در هر گره از الگوی کاشی‌کاری تشکیل شد. به دلیل ماهیت ترکیبی این ذرات، چگالش‌ها می‌توانند در سراسر نمونه جریان یافته و با یکدیگر برهم‌کنش کنند. محققان با تنظیم دقیق توان لیزر، تعداد گره‌ها و فاصله بین آن‌ها، کنترل دقیقی بر سیستم پولاریتون‌ها در محیط‌های غیرتناوبی به دست آوردند. برجسته‌ترین مشاهده تیم، تشکیل خودبه‌خودی هم‌دوسی ماکروسکوپی در سراسر ساختار اتمی غیرتناوبی بود که تا فواصلی ۱۰۰ برابر بزرگ‌تر از اندازه یک چگالش منفرد گسترش یافت. همچنین، محققان کشف کردند که گره‌ها با اختلاف فازهایی هماهنگ می‌شوند که نه کاملاً هم‌فاز و نه کاملاً غیرهم‌فاز بودند؛ پدیده‌ای که در شبکه‌های تناوبی مشاهده نمی‌شود و نشان‌دهنده «قفل فاز غیربدیهی» است.
0 نظرات