يمكنك الاستماع إلى المقال عوضاً عن القراءة
العلماء يراقبون انتقال الالكترونات بالتوافق مع موجات الضوء في الغرافين

الالكترونات والضوء يتحركان في توافق على امتداد صفيحة الغرافين.


درس الباحثون إمكانية استخدام الضوء لمراقبة الطبيعة الكمومية لمادة الكترونية، فصوروا الضوء في مادة الغرافين grapheme ثم أبطأوا سرعته لتساوي سرعة الكترونات المواد، فبدأ الضوء مع الالكترونات بالتحرك بتوافق، مظهرة بذلك طبيعتها الكمومية على نطاق واسع لدرجة أصبح بالإمكان ملاحظة ذلك بنوع خاص من المجاهر.

حيث أجريت التجارب على الغرافين فائق الجودة، ولإثارة تموجات الضوء البطيئة جدًا في الغرافين وتصويرها (والتي تدعى أيضًا البلازمونات plasmons) استخدم الباحثون هوائيًا خاصًا للضوء يقوم بمسح السطح على مسافة تبعد بضعة نانومترات nanometers. مع هذا المجال القريب nanoscope، لاحظوا أنّ تموجات الضوء على الغرافين تحركت أبطأ بـ 300 مرة من سرعة الضوء، مبتعدة جدًا عما افترضته قوانين الفيزياء الكلاسيكية.

وقد نشر البحث في مجلة Science باحثان من معهد العلوم الضوئية المسمى اختصارًا ICFO وهما الدكتور مارك لونديبيرغ Mark Lundeberg، والدكتور أكيم فويسنر Achim Woessner بقيادة البروفيسور فرانك كوبينز Frank Koppns من معهد إيكريا ICREA بالتعاون مع البروفيسور هيلينبراند Hillenbrand من نانوغون، والبروفيسور بوليني Polini من معهد إيلينوي للتكنولوجيا واختصارًا IIT والبروفيسور هون Hone من جامعة كولومبيا.


في إشارة إلى التجارب المنجزة يقول البروفيسور كوبينز: "من الصعب عادة أن نسبر أعماق العالم الكمومي، ويتطلب القيام بذلك درجات حرارة منخفضة للغاية، أما هنا فيمكن أن نلاحظ ذلك باستخدام الضوء عند درجة حرارة الغرفة".


وبالتالي فإنّ هذه التقنية تفسح مجالًا لاستكشاف العديد من الأنواع الجديدة للمواد الكمومية بما في ذلك الموصّلات الفائقة superconductors أو المواد الطوبولوجية topological materials التي تسمح بمعالجة المعلومات الكمومية مع الكيوبت qubit (البت الكمّي) الطوبولوجي، ويضيف البروفيسور هيلينبراند: "من الممكن أن يكون ذلك مجرد بداية حقبةٍ جديدة من التكبير الفائق على المستوى النانوي".

كما يقول بروفسور بوليني: "من الممكن أن يقودنا هذا الاكتشاف في النّهاية إلى فهم حقيقة الظواهر الكمومية المعقّدة التي تحدث عندما تخضع المادة لدرجات حرارةٍ منخفضةٍ للغاية ومجالات مغناطيسية عالية جدًا، مثل تأثير هول الكمومي العشري hall effect".

إمسح وإقرأ

المصادر

شارك

المصطلحات
  • البلازمون (plasmons): هو "كم" الاهتزاز في البلازما، ويُمكن النظر إليه على أنه شبه جسيم لأنه ينتج عن "تكميم" اهتزازات البلازما، بشكلٍ مشابه لتكميم الفونونات في الاهتزازات الميكانيكية.
  • البت الكمومي (qubit): البت الكمومي (الكوبت): هو المكافئ الكمومي للبت الرقمي الثنائي الموجود في الحساب التقليدي. لكنَّ هذا البت الكمومي موجود في الحساب الكمومي. يُعتبر هذا الكوبت الوحدة الأساسية للمعلومات في الحواسب الكمومية، تماماً كما يُعتبر البت التقليدي الوحدة الأساسية للمعلومات في الحواسب التقليدية. المصدر: معهد ميكانيك الكم.

المساهمون


اترك تعليقاً () تعليقات