دانشمندان نوع جدیدی از ماده به نام اکسیتونیوم را کشف کردند

تقریباً 50 سال است که دانشمندان در مورد نوع جدیدی از ماده نظریه پردازی می کنند و حالا مدعی اثبات آن شده اند. این ماده که «اکسیتونیوم» (Excitonium) نام دارد، از ذراتی به نام اکسیتون (Exciton) تشکیل شده که آنها هم حاصل فرار الکترون و حفره های برجای مانده از این پدیده هستند.

نام اکسیتونیوم برای نخستین بار در دهه 1960 میلادی توسط «برت هالپرین» فیزیکدان دانشگاه هاروارد پیشنهاد شده بود که اکنون 76 سال سن دارد و از اثبات وجود آن به شدت هیجان زده است.

اکسیتونیوم یک ماده چگال است، یعنی محققین آن را به شکل جامد شناسایی کرده اند، اما توضیح اینکه ذرات تشکیل دهنده آن یعنی اکسیتون ها چگونه به وجود می آیند کمی دشوار است. به همین دلیل ابتدا کمی فیزیک پایه را توضیح می دهیم و از عنصر ساده ای مثل هیدروژن شروع می کنیم.

حفره حاصل از فرار الکترون می تواند در نقش یک ذره عمل کند

ذرات هیدروژن از یک الکترون و یک پروتون تشکیل شده اند، اما این اتم در حالت برانگیخته، الکترون خود را از دست می دهد. فرار کردن الکترون، یک فضای خالی را بر جای می گذارد و همین حفره می تواند در نقش یک ذره عمل کند، یعنی الکترون فراری را جذب کرده و با آن پیوند تشکیل دهد؛ حفره و الکترون می توانند همانند الکترون و پروتون، دور یکدیگر بچرخند.

دانشمندان تا به امروز راهی برای اثبات وجود اکسیتونیوم نداشتند، اما «پیتر آبامونته» استاد فیزیک «مرکز تحقیقات علوم مواد فریدریش سیتز» دانشگاه ایلینوی آمریکا ئ همکارانش با ابداع روش جدیدی توانستند ذرات اکسیتون را شناسایی کرده و وجود اکسیتونیوم را به اثبات برسانند. این روش که M-EELS (طیف سنجی کاهش انرژی الکترون با تفکیک تکانه) نام دارد، همان تکنیکی است که پیش از این برای کشف ذره بنیادی معروف «بوزون هیگز» هم استفاده شده بود.

توسعه این روش از سوی آبامونته و همکارانش تقریباً 7 سال طول کشیده اما هدف اصلی آنها شناسایی اکسیتونیوم نبود. آنها در ابتدا می خواستند ابررساناهای دمای بالا را مطالعه کنند اما در سال 2015 متوجه شدند که می توان از این تکنیک برای شناسایی نوع جدیدی از ماده هم بهره جست.

اکسیتونیوم به قدری ناشناخته است که دانشمندان هنوز هیچ ایده ای در مورد خواص آن ندارند. برخی می گویند این ماده می تواند به عنوان یک عایق ایفای نقش کند، یعنی توانایی انتقال انرژی یا تکانه را ندارد. دیگران از آن به عنوان یک «ابرشاره» یاد می کنند که قادر است بدون هیچ گونه اتلافی، انرژی و تکانه را انتقال دهد، یعنی دقیقاً مخالف عایق.

هر دو حالت فوق می تواند کاربردهای زیادی در صنایع و علوم داشته باشد اما مهم آن است که محققین بتوانند به طور دقیق ویژگی های اکسیتونیوم را شناسایی نمایند، موضوعی که با اثبات وجود آن شکل جدی تری به خود می گیرد.

مطالب مرتبط

تمدن از دست رفته؛ مروری بر ۱۰ اختراع و کشف برجسته در ایران باستان

تمدن پارسی به عنوان یکی از پیشرفته‌ترین تمدن‌های جهان باستان به حساب می‌آید و دلیلش، انبوهی از ابداعات و کشف‌های مختلف است. «پرشیا» یا «پرسه» یا ایران کنونی، مسئولیت ابداعات و اکتشافات مهمی نظیر یخچال، باتری و اسید سولفوریک را برعهده داشته است و تمامی این‌ها، ابداعاتی بسیار پیشرفته برای تمدن‌های باستانی به حساب می‌آمدند.اکثر... ادامه مطلب

۵ اصل مطلوب ایلان ماسک برای افزایش بهره وری

ایلان ماسک مدیرعامل تسلا و اسپیس اکس تا به امروز سال پر بازدهی را پشت سر گذاشته و موفقیت های خوبی را برای شرکت های تحت مدیریت خود رقم زده است. در ادامه این مطلب قصد داریم پنج قانون بهبود بهره وری ایلان ماسک را با شما در میان بگذاریم:۱- از شرکت در جلسات بزرگ... ادامه مطلب

کشف کهکشانی شبیه راه شیری در اعماق فضا اخترشناسان را متحیر کرد

اخترشناسان با استفاده از رصدخانه آلما و تکنیک‌های پیچیده نجومی موفق به کشف کهکشانی شدند که شباهت زیادی به کهکشان راه شیری دارد. فرضیه‌های فعلی حاکی از آنند که چنین کهکشانی نباید وجود خارجی داشته باشد.ستاره شناسان با استفاده از رصدخانه میلی متری بزرگ آتاکاما یا به اختصار «آلما»، کهکشانی به نام SPT0418-47 را رصد... ادامه مطلب

بروز نقص فنی در دومین رصدخانه بزرگ دنیا

روز دوشنبه این هفته یکی از بزرگترین رصدخانه های دنیا دچار مشکل شد. یکی از کابل های رصدخانه Arecibo در پورتوریکو که ضخامتی برابر با ۷.۶۲ سانتیمتر داشته ظاهرا به دلایل نامعلوم قطع شده و خرابی بزرگی به طول ۳۰ متر را در دیش بازتاب دهند ۸.۱ هکتاری متعلق به تلسکوپ رادیویی این مرکز بر جای... ادامه مطلب

کشف سریعترین ستاره حول یک ابرسیاهچاله در کهکشان راه شیری

در مرکز کهکشان راه شیری یک منبع قوی امواج رادیویی به نام کمان A* (یا به اختصار *Sgr A) قرار دارد؛ سیاهچاله ای بسیار بزرگ که ابعاد آن حدود چهار میلیون برابر خورشید است. با در نظر داشتن چنین ابعادی روشن است که اثرات گرانشی این کمان نیز بسیار بزرگ هستند و این اثرات را... ادامه مطلب

وقتی دیوار هم هوشمند می‌شود؛ تولید آجر با قابلیت ذخیره برق برای مواقع اضطراری

محققان آجر هوشمندی ساخته‌اند که می‌تواند برق را برای مواقع اضطراری ذخیره کند. نمونه اولیه این آجر یک لامپ LED سبز رنگ را برای ۱۰ دقیقه روشن نگه داشت.محققان دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس موفق شدند برق را در آجر معمولی ساختمان سازی ذخیره کنند. آنها برای این منظور آجرها را با لایه‌ای از یک... ادامه مطلب

نظرات ۴

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود

رمزتان را گم کرده‌اید؟