افزایش یک میلیارد درصدی رسانایی ماده با وضعیت کوانتومی جدید

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از نیواطلس، محققان دانشگاه جورجیا تک، یک وضعیت کوانتومی جدید در یک ماده عجیب کشف کرده اند. در یک رویداد بی سابقه، محققان متوجه شدند ایجاد میدان مغناطیسی قابلیت رسانایی ماده را یک میلیارد درصد افزایش داد.

رسانایی برخی مواد در واکنش به میدان مغناطیسی تغییر می کند. این ویژگی «مقاومت مغناطیسی» نامیده می شود. اما در یک پژوهش جدید ماده مورد بررسی مقاومت مغناطیسی قابل توجهی از خود نشان داد.

ماده مذکور آلیاژی از منگنز، سیلیکون و تلوریم است که به شکل سلول های هشت ضلعی در حالت کندو زنبور عسل تنظیم شده و در ورقه هایی روی هم قرار گرفته است. الکترون ها در خارج از سلول های هشت ضلعی حرکت می کنند. اما هنگامیکه هیچ میدان مغناطیسی وجود نداشته باشد،‌ آنها در جهات تصادفی حرکت در نتیجه نوعی ترافیک ایجاد می کردند. این امر به طور موثر سبب شد آلیاژ مانند یک عایق عمل کند.

اما پس از به کارگیری میدان مغناطیسی، الکترون ها در یک جهت قرار گرفتند و در نتیجه حرکت شان سرعت گرفت و یک جریان مغناطیسی به وجود آمد. این امر سبب شد یک رسانای قوی ایجاد شود. در حقیقت قابلیت رسانایی آن یک میلیارد درصد افزایش یافت.

جالب آنکه این تغییر در صورتیکه کارآمد است که میدان مغناطیسی به طور قائم بر سطح ماده ایجاد شود. در دیگر موادی که خاصیت مقاومت مغناطیسی رصد شده، زاویه میدان مغناطیسی تاثیری بر قدرت تاثیرگذاری ایجاد نمی کند.

ایتامار کیمچی مولف پژوهش در این باره می گوید: پدیده مذکور تمام مدل های تئوری و آزمایشی پیشین را نقض می کند.

محققان در آزمایش های دیگر متوجه شدند می توان با استفاده از جریان برق ماده را رسانا کرد. در این حالت، فرایند رسانا شدن کندتر اتفاق می افتد و چند ثانیه یا دقیقه طول می کشد تا ماده رسانا شود.

محققان مدعی هستند نسخه دوم ارائه شده را می توان در دستگاه های کوانتومی مانند رایانه ها، حسگرها و سیستم های ارتباطی به کار گرفت. اما قبل از آن باید تحقیقات بیشتری انجام شود تا این وضعیت کوانتومی جدید به طور کامل درک و درباره مواد دیگری با همین ویژگی تحقیق شود.

تحقیق مذکور در ژورنال نیچر منتشر شده است.