ابتكر الباحثون مادة صلبة فائقة على شكل قرص ، وهو إنجاز يمكن أن يوفر طرقًا جديدة لاستكشاف حالات المادة غير المرئية من قبل.
.png)
في العام الماضي ، باستخدام ذرات الديسبروسيوم شديدة البرودة ، ابتكر الباحثون أول مادة فائقة الصلابة ثنائية الأبعاد - وهي مادة كمومية غريبة لها بنية مرتبة من مادة صلبة ولكن يمكن أن تتدفق مثل سائل عديم الاحتكاك. تشبه هذه المادة الفائقة الصلابة ثنائية الأبعاد شكلًا طويلًا ورقيقًا معينيًا ، مما يترك المجال مفتوحًا لمسألة ما إذا كان يمكن تشكيل المواد الصلبة الفائقة ثنائية الأبعاد في أشكال هندسية أخرى. الآن ، قدم توماس بلاند من الأكاديمية النمساوية للعلوم وزملاؤه إجابة إيجابية على هذا السؤال من خلال إظهاره نظريًا وتجريبيًا مادة صلبة فائقة على شكل قرص. يقول الفريق ، الذي يضم أعضاء من المجموعة التي كانت وراء العرض السابق ، إن مثل هذه المادة الفائقة الصلابة ثنائية الأبعاد يمكن استخدامها لدراسة دوامات الكم ، وهي سمة أساسية لسلوك السوائل الفائقة للمواد الفائقة الصلابة.
لصنع مادة فائقة الصلابة ، يقوم الباحثون عادةً أولاً بتحويل مجموعة من الذرات إلى سائل فائق ثم إضافة بنية بلورية عن طريق تغيير التفاعلات بين الذرات. يعمل هذا المسار جيدًا في 1D ولكنه يفشل في 2D ، حيث تعمل خطوة التبلور على تدمير السيولة الفائقة. يقول بلاند إن المادة "أقل جودة بكثير". لهذا السبب ، احتاج بلاند وزملاؤه إلى البحث عن طريقة بديلة لتكوين مادة فائقة الصلابة ثنائية الأبعاد.
وبدلاً من ذلك ، قرر الفريق إحداث السيولة الفائقة والتبلور في نظامها في نفس الوقت. للقيام بذلك ، لجأوا إلى التبريد التبخيري ، والذي يقلل من طاقة النظام الذري عن طريق السماح للذرات الأكثر سخونة بالخروج. تم استخدام هذه الطريقة لتبريد الذرات إلى درجات حرارة شديدة البرودة لما يقرب من ثلاثة عقود ، ولكن لم يكن معروفًا ما إذا كانت ستنجح في صنع مادة فائقة الصلابة ثنائية الأبعاد. طور الفريق نظرية لمحاكاة كيف يمكن أن تتشكل المواد الفائقة الصلابة من التبريد التبخيري ثم وضع هذه النظرية موضع التنفيذ ، موضحًا أنها طريقة قابلة للتطبيق لإنشاء مواد فائقة الصلابة ثنائية الأبعاد مستقرة.
المصدر