علاقه‌مندان به فيزيک بخوانند: سومين نوع مغناطيس توليد شد

محققان يک گونه جديد ماده و نوع جديدي از مغناطيس را کشف کرده‌اند که مي‌تواند شيوه ذخيره اطلاعات در رايانه‌ها را تغيير دهد.

اين دستاورد به دو حالت شناخته شده مغناطيس اضافه شده و سومين حالت مغناطيسي به شمار مي‌رود.

اين کار تجربي که وجود يک ماده جديد موسوم به «مايع چرخشي کوانتومي(QSL) » را نشان داده، در مجله نيچر منتشر شده است.

QSL  يک بلور، جامد است، اما حالت مغناطيسي آن به عنوان يک مايع توصيف مي‌شود. بر خلاف دو نوع ديگر مغناطيس، جهت‌هاي مغناطيسي هر ذره درون آن بطور مداوم نوسان داشته و شبيه به حرکت مداوم مولکولها در يک مايع واقعي است.

به گفته محققان مؤسسه فناوري ماساچوست ، هيچ نظم ايستايي براي جهت‌هاي مغناطيسي موسوم به لحظات مغناطيسي درون ماده وجود ندارد. اما يک تعامل قوي ميان آنها وجود داشته و به دليل تاثيرات کوانتومي در يک محل نمي‌مانند.

اگرچه اندازه‌گيري يا اثبات وجود اين حالت عجيب سخت است، اين يکي از قوي‌ترين مجموعه داده‌هاي تجربي است که اين کار را انجام مي‌دهد.

فرومغناطيس که مغناطيس ساده يک آهنربا يا سوزن قطب‌نما بوده، از قرنها پيش شناخته شده بوده است.

پيش‌بيني و کشف ضد فرومغناطيس که پايه مغناطيس‌خوانها در ديسکهاي سخت رايانه‌هاي امروزي است، در سال 1970 منجر به دريافت جايزه نوبل فيزيک توسط لوئي نيل و در سال 1994 براي کليفورد شال، استاد بازنشسته موسسه فناوري ماساچوست شد.

در نوع دوم مغناطيس يعني ضد فرومغناطيس، ميدانهاي مغناطيسي يونهاي درون يک فلز يا آلياژ يکديگر را خنثي مي‌کنند.

در هر دو مورد موجود، مواد تنها زماني که تا زير يک دماي خاص سرد شوند، خاصيت مغناطيسي پيدا مي‌کنند.

فيليپ اندرسون، يک نظريه‌دان ارشد، ابتدا مفهوم يک گونه سوم را در سال 1987 مطرح و اظهار کرد که اين حالت مي‌تواند با ابررساناهاي با حرارت بالا مرتبط باشد.

از آن زمان فيزيکدانان به دنبال چنين حالتي بوده‌اند و تنها در سالهاي اخير بوده که پيشرفتهايي حاصل شده است.

اين ماده يک بلور ماده معدني موسوم به «هربرت‌اسميت» است که نام خود را از هربرت اسميت، معدن شناس انگليسي گرفته است که اين ماده را براي اولين بار در سال 1972 در شيلي کشف کرد.

محققان ابتدا در سال گذشته توانستند يک بلور بزرگ خالص از اين ماده را در فرآيندي که 10 ماه بطول انجاميد، بسازند و از آن زمان تاکنون به بررسي دقيق ويژگيهاي آن پرداخته‌اند.

در حاليکه بيشتر مواد از حالت کوانتومي گسسته برخوردارند که تغييرات آنها به شکل اعداد صحيح بيان مي‌شود، ماده QSL حالتهاي کوانتومي کسري را به نمايش گذاشته است.

در حقيقت محققان دريافتند که اين حالتهاي برانگيخته موسوم به اسپيونها يک تسلسل را ايجاد مي‌کنند. به گفته محققان، اين مشاهدات براي اولين بار است که انجام شده است.

اگرچه به گفته محققان، کاربردي کردن اين پژوهش ابتدايي زمان زيادي را خواهد برد. اين کار مي‌تواند به پيشرفتهايي در حوزه ذخيره داده‌ها يا ارتباطات با استفاده از پديده برانگيخته کوانتومي موسوم به درهم‌تنيدگي دوربرد منجر شود که در آن دو ذره با مسافت بسيار مي‌توانند بطور آني يکديگر را تحت تاثير قرار دهند.

اين يافته‌ها همچنين مي‌تواند در پژوهشهاي ابررساناهاي با حرارت بالا مورد استفاده قرار گرفته و در تهايت منجر به توسعه‌هاي جديد در اين حوزه شود