کشف ماده‌ای که توسط فیزیک قابل توجیه نیست!

وبسایت تابناک باتو: یک تیم بین المللی از فیزیکدانان، موفق شدند تا ماده‌ کاملاً جدیدی را به صورت اتفاقی کشف کنند و آنها این ماده را «شبه فلز وِیل-کوندو» (Wely-Kondo semimetal) نامگذاری کردند.

عناصر شبه فلز مربوط به گروهی از عناصر موجود در جدول تناوبی هستند که از آن‌ها به عنوان مواد کوانتومی نیز یاد می‌شود.

مواد کوانتومی خواص متنوع و تغییر پذیری دارند که برخی از این خواص می‌توانند در نوآوری‌های آینده تکنولوژی مانند محاسبات کوانتومی مشارکت داشته باشند.

هم اکنون محققانی که مشغول کار‌ روی این مواد کوانتومی هستند، تلاش می کنند تا به فهم درستی از عملکرد این مواد و در صورت امکان، به چگونگی تولید نوع مؤثرتری از این مواد دست یابند.

دکتر آمالیا کولویا یکی از محققان مواد کوانتومی از دانشگاه آکسفورد که در این مطالعات شرکت نداشته است، می‌گوید: «کلمه کوانتوم در مواد کوانتومی به این معناست که این مواد خواصی را در اختیار دارند که نمی‌توان آن‌ها را به وسیله‌ی فیزیک کلاسیک توجیه کرد؛ از این رو برای مطالعه این مواد باید از فیزیک کوانتوم کمک بگیریم.

اغلب ما، این مواد را به عنوان موادی می‌شناسیم که در بین اجزای آن‌ها عکس العمل‌های قوی و محکمی دیده می‌شود اما نمی‌توان به این مسئله پی برد که آن‌ها چه خواصی خواهند داشت و حتی نمی‌توان آن‌ها را به شکل دقیقی پیش بینی کرد.»

به دلیل اینکه دانشمندان لزوماً دلیل خاصی برای طرح یک تئوری برای پیش بینی ویژگی‌ها و خواص مواد کوانتومی نمی‌بینند؛ از این رو، اغلب آن‌ها در ابتدا این مواد را به صورت تجربی مورد بررسی و اندازه‌گیری قرار می‌دهند تا خواص و ویژگی‌های آن‌ها را دریابند.

این یافته‌ها که در مجله‌ی «تازه‌‌های علوم آکادمی ملی» (Proceedings of the National Academy of Sciences) منتشر شده است؛ توسط تیمی از دانشگاه تکنولوژی وین که امور تجربی را بر عهده داشت و تیم دیگری از دانشگاه رایس که امور تئوری و نظری را دنبال می‌کردند، به دست آمده است.

پروفسور سیلک بوهلر پاشن، سرپرست گروه تحقیقاتی دانشگاه وین گفت: «در این پروژه، هم ماده و هم نظریه‌ها به موازات یکدیگر به پیش رفتند.»

پروفسور بوهلر پاشن به همراه گروه خود، ساختارهایی را مورد آزمایش قرار دادند که از مواد سریم، بیسموت و پالادیم با ترکیبات بسیار ویژه ساخته شده‌اند.

این پروژه‌ی علمی سپس توسط دکتر هسین هوآ لای و تیم وی که توانستند متوجه وجود پتانسیل تشکیل یک ماده کاملاً جدید بشوند، در دانشگاه رایس به وسیله ی امور نظری مورد بررسی قرار گرفت.

دکتر لای افزود:«ما واقعاً به صورت اتفاقی به مدلی از مواد دست یافتیم که ما را ناگهان متوجه جرمی معادل ۱۰۰۰ برابر جرم یک الکترون کرد که از بین رفت و جرم آن به صفر رسید». این ویژگی یکی از خواص ذرات فرمیون ویل است. ذرات فرّار و گریزانی که ۸۰ سال پیش برای اولین بار مطرح شدند.

دانشمندان دریافتند که این ذرات به واسطه‌ی یک اثر طبیعی به نام اثر کوندو ایجاد شده‌اند؛ از این رو این مواد تازه کشف شده را «شبه فلزات وِیل-کوندو» (برگرفته از نام این ذرات) نامگذاری کردند.

در حالی که این تحقیق هم چنان به عنوان اولویت اول دیگر محققان کونتوام قرار دارد اما پروفسور بوهلر پاشن از نتیجه‌ای که در نهایت به آن خواهند رسید، آگاه است.

دکتر بوهلر پاشن گفت: «هم اکنون این مواد را ساخته‌ایم تا بتوانیم به اثرات جدیدی دست پیدا کنیم. به دلیل اثراتی که می‌توان آنها را به واسطه‌ی کاربرد‌های تکنولوژی مانند محاسبات کوانتومی کشف کرد، ما همچنان در حال تحقیق روی این مواد هستیم.»