تحديد موصل جيد جديد تمامًا

0 9

يمكن أن يؤدي اكتشاف الموصلات الفائقة إلى إحداث تحول هائل في نقل الطاقة دون منازع ، وبالتالي تقليل تبديد الطاقة.

أحد الأهداف النهائية للفيزياء الحديثة هو تحقيق القوة الموصلية الفائقة حيث تتدفق الكهرباء ذات المقاومة صفر عند درجة حرارة الغرفة. حتى الآن ، كانت عملية البحث بطيئة ، لكن الفيزيائيين حققوا تقدمًا كبيرًا في هذا الصدد. لقد نجحوا في اكتشاف موصل فائق لم يكن مماثلاً لأدائه ؛ اكتشاف هذا الموصل الفائق هو نافذة جديدة على الاحتمالات التي تم تجاهلها حتى الآن.

مقالات ذات صلة:

وإلا ، فقد حددوا نوعًا جديدًا من الموصلات الفائقة ، ولكن لماذا يكون هذا الاكتشاف مهمًا؟ وكمثال على التدفق الطبيعي للكهرباء في مادة ما ، بعد تشغيل الضوء ، تتدفق الكهرباء بسرعة إلى الأسلاك الموجودة في الجدار ، ولكن هذه العملية غير فعالة إلى حد كبير. وتحمل الإلكترونات التيار الكهربائي وتتصادم مع الذرات الموجودة في المادة وتفقد الطاقة في كل مرة تتصادم. تسمى هذه الخاصية المقاومة ، ولهذا السبب عادةً ما تكون الشبكات كهرباء إنهم يفقدون ما يصل إلى سبعة في المئة من الكهرباء ، ولكن عندما تبرد المواد إلى درجة حرارة منخفضة ، يحدث شيء آخر ، تتزاوج الإلكترونات وتتدفق دون مقاومة.

تقول هذه الخاصية الفائقة التوصيل أن لديها إمكانية كبيرة لتحويل عالمنا وتحسين الإلكترونات بشكل لا يمكن تصوره. والخبر السار هو أنه حتى الآن تم اكتشاف هذه الظاهرة في العديد من المواد. في الواقع ، يتم استخدام الموصلية الفائقة عادةً لإنشاء حقول مغناطيسية قوية في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي قطار Meglo قابلة للتطبيق.

قطار Meglo

الأنباء السيئة هي أن تبريد الموصلات الفائقة لتحقيق هذه الظاهرة يتطلب معدات كبيرة ومكلفة ، لذلك تفقد هذه الخاصية تطبيقها على نطاق أوسع.

الباحثين جامعة ميريلاند من خلال دراسة مادة غامضة عند درجات حرارة منخفضة للغاية ، تمكنوا من مراقبة نوع جديد من الموصلية الفائقة. يبدو أن هذا النوع من الموصلية الفائقة لا يظهر فقط في مواد غريبة وغامضة ، ولكنه يعتمد على رد فعل الإلكترونات على أن ترتيب إلكتروناتها يختلف عما رأيناه حتى الآن. نتيجة لذلك ، لا يمكن أن يكونوا حذرين للغاية حول إمكاناتهم.

لفهم هذا الاختلاف ، يجب علينا استدعاء طريقة تفاعل الإلكترون على أساس العدد الكمومي غزل كن مألوفًا. في الموصلات الفائقة العادية ، تدور الإلكترونات بسرعة 1/2 ، ولكن يطلق على فريق البحث مادة خاصة YptBi ، وجاء إلى استنتاج مختلف: كانت الإلكترونات يدور من 2.3. ليقول جون بيير بولين مسؤول أبحاث فيزيائية وأخرى رئيسية:

لا أحد يعتقد أن هذه الخاصية سوف توجد في المواد الصلبة. هناك حالات عالية الدوران في الذرات المستقلة ، ولكن عندما تضع الذرات مع بعضها في مادة صلبة ، عادة ما تكون هذه المواقف مكسورة ، وفي النهاية سيكون لديك تدور من 1/2.

الدراسة الأخيرة لفهم هذه العملية هي التحقيق في تفاعل المواد مع المجالات المغناطيسية للحصول على فهم دقيق لعملياتها الداخلية. عادة ، عندما تدخل مادة ما حالة الانتقال إلى موصل فائق ، فإنها تحاول كل شيء المجال المغناطيسي تتم إزالة الاستخراج من سطحه ، ولكن يظل الحقل المغناطيسي قريباً من المادة قبل إزالتها تمامًا وبسرعة. درجة اختراق المجال إلى المادة من نفس النوع التوزيع الإلكتروني هذا يعتمد

يتطلب YptBi أكثر من ألف مرة أن يصبح الإلكترون المتحرك موصلًا فائقًا في درجات حرارة أقل من 272.35 درجة مئوية.

استخدم فريق البحث الحلقات النحاسية للكشف عن الاختلافات في خصائص مغناطيسية YptBi درجة الحرارة مع درجة الحرارة. كانت النتائج غريبة لأن درجة حرارة المادة بدأت في الارتفاع من درجة حرارة الصفر المطلقة ؛ درجة الحرارة المطلوبة للحقل المغنطيسي لاختراق خطي ، بينما في الظروف العادية ، زادت درجة الحرارة هذه أضعافا مضاعفة في الموصلات الفائقة.

بعد سلسلة من القياسات والحسابات ، كان أفضل تفسير للعملية المذكورة أعلاه هو أنه يجب تحويل الإلكترونات إلى جسيمات أعلى س spينية ، والتي لم تكن تعتبر بالنسبة للموصلات الفائقة. على الرغم من أن هذا النوع الجديد من الموصلية الفائقة يحدث عند درجات حرارة منخفضة جدًا ، إلا أن الاكتشافات الحديثة تفتح اتجاهًا جديدًا. وفقا لكبير الكاتب ، هيونسو كيم:

كيف بولين ، في زوج من الإلكترونات عالية تدور ، والحفاظ على الزوج معا؟ هناك بعض النظريات حول سبب هذه الظاهرة ، لكن لا تزال هناك أسئلة أساسية تطرحها وتجعلها أكثر جاذبية من أي وقت مضى.

اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.