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.

منبع:
Newsweek

مطالب مرتبط

دانشمندان روش جدیدی برای بهبود دیابت و چاقی با استفاده از ذرات نانو یافته اند

چاقی، منشاء بیماری هایی از جمله افزایش فشار خون، بیماری های کبدی، واریس و ... است اما حالا به لطف داروی جدید کشف شده، امیدها برای درمان چربی جمع شده در زیر پوست افزایش یافته. محققان دانشگاه های کلمبیا و کارولینای شمالی روشی را کشف کرده اند که توسط آن بسته های پوشیده شده با ذرات... ادامه مطلب

تصادفی ترین عدد دنیا چگونه ساخته می شود؟

واقعیت پیرامون ما و جهان هستی با قوانین و قواعد تصادفی درآمیخته اند و به همین دلیل دانشمندان همواره در تلاش هستند تا از این ویژگی طبیعی، یعنی تصادفی یا غیر قابل پیش بینی بودن، به عنوان ابزاری کاربردی در زندگی روزمره برای تولید عدد تصادفی استفاده کنند. تولید عدد تصادفی به ابزاری به نام «مولد»... ادامه مطلب

دانشمندان موفق به کاشت نانوربات های خودتخریب گر در موش های زنده شدند

احتمالا تا به حال فیلم های علمی تخیلی که در آنها ربات ها یا شاید افرادی را به داخل بدن یک بیمار فرستاده اند دیده اید. مواردی که با هدف نابودی یک غده سرطانی یا تحقیقات، داستان فیلم هایی را ساخته و آن فیلم ها را به پرده سینما رسانده اند. اما این اتفاقی است که... ادامه مطلب

مروری بر زندگی نامه آلبرت اینشتین؛ نابغه ای که در کودکی «کند ذهن» لقب گرفته بود [بخش اول]

آلبرت اینشتین بیش از هر چیز دیگر به خاطر هوش علمی اش شناخته می شود، هوشی که پایه های فیزیک مدرن را بنیان گذاشت و باعث آشنایی وی با برخی از خاص ترین انسان های روی زمین شد. نظرات او درباره ی نژاد، سیاست، و جنگ نیز در زمان خود بسیار مترقی بودند. بعضی ها تا... ادامه مطلب

ناسا کشف یک اگزوپلنت خاکی با فاصله 21 سال نوری از زمین را تایید کرد

ستاره شناسان موفق شدند با استفاده از تلسکوپ فضایی Spitzer نزدیک ترین سیاره خاکی به زمین را در خارج از منظومه خورشیدی بیابند. این سیاره که تحت عنوان HD 219134b از آن یاد شده در فاصله 21 سال نوری آنطرف تر به دور ستاره ای می چرخد و ناسا نیز آن را «معدن طلایی از داده های... ادامه مطلب

کشف فسیل انسان در عربستان از سکونت 88 هزار ساله در این منطقه خبر می دهد

محققان در عربستان سعودی فسیلی از انگشت میانی را پیدا کرده اند که قدمت آن به 88 هزار سال پیش باز می گردد. این انگشت میانی قدیمی ترین فسیل انسانی یافت شده خارج از محدوده آفریقا و شام است و می تواند بر باورهای قبلی در مورد مهاجرت انسان ها به خارج از آفریقا خط بطلان... ادامه مطلب

نظرات ۴

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود
x