Dëshmitë e reja të ekzistencës së një faze anormale të materies i afrojnë teknologjitë me efikasitet energjetik

Dëshmitë e reja të ekzistencës së një faze anormale të materies i afrojnë teknologjitë me efikasitet energjetik
Dëshmitë e reja të ekzistencës së një faze anormale të materies i afrojnë teknologjitë me efikasitet energjetik
Anonim

Studiuesit kanë gjetur dëshmi për ekzistencën e një faze anormale të materies, ekzistenca e së cilës ishte parashikuar në vitet 1960. Përdorimi i pronave të tij mund të hapë rrugën për teknologji të reja që mund të shkëmbejnë informacion pa humbur energji.

Këto rezultate janë raportuar në revistën Science Advances.

Ndërsa eksploronin materialin kuantik, shkencëtarët e Universitetit të Kembrixhit që drejtuan studimin vunë re praninë e valëve të papritura të shpejta të energjisë që kalonin nëpër material kur e ekspozuan atë ndaj impulseve të shkurtra dhe intensive lazer. Ata ishin në gjendje t'i bënin këto vëzhgime duke përdorur një aparat mikroskopik me shpejtësi të lartë që mund të gjurmojë lëvizjet e vogla dhe shumë të shpejta në një shkallë që është e vështirë për shumë metoda të tjera. Kjo teknikë eksploron materialin me dy pulsime drite: i pari e shqetëson atë dhe krijon valë - ose dridhje - që përhapen jashtë në qarqe koncentrike, të ngjashme me rënien e një guri në një pellg; një puls i dytë i dritës merr një fotografi të këtyre valëve në kohë të ndryshme. Të marra së bashku, këto imazhe u lejuan atyre të shohin se si sillen këto valë dhe të kuptojnë "kufirin e shpejtësisë" së tyre.

"Në temperaturën e dhomës, këto valë udhëtojnë me një shpejtësi të njëqindtë të shpejtësisë së dritës, e cila është shumë më e shpejtë sesa do të prisnim në materialin e zakonshëm. Por kur kalojmë në temperatura më të larta, ndjehet sikur pellgu është i ngrirë," shpjegoi autori i parë nga Hope Bretscher, i cili kreu kërkime në Laboratorin Cambridge's Cavendish. "Ne nuk i shohim këto valë të largohen fare nga shkëmbi. Ne kemi kërkuar për një kohë të gjatë pse mund të ndodhë kjo sjellje e çuditshme."

Shpjegimi i vetëm që dukej se i përshtatej të gjitha vëzhgimeve eksperimentale ishte se materiali në temperaturën e dhomës përmban një fazë të materies "izolator eksiton", e cila, edhe pse e parashikuar teorikisht, nuk është zbuluar për dekada të tëra.

"Në një izolator eksiton, valët e vëzhguara të energjisë mbështeten nga grimca neutrale të ngarkesës që mund të lëvizin me shpejtësi të ngjashme me ato të elektroneve. E rëndësishmja, këto grimca mund të mbajnë informacion pa ndërhyrje nga mekanizmat e shpërndarjes që në materialet më të zakonshme ndikojnë në grimcat e ngarkuara, të tilla si elektronet, "thotë Dr Akshay Rao nga Laboratori Cavendish, i cili drejtoi studimin. "Kjo pronë mund të sigurojë një rrugë më të lehtë për llogaritjet me efikasitet energjetik në temperaturën e dhomës sesa superpërçueshmëria."

Ekipi i Kembrixhit më pas punoi me teoricienët në të gjithë botën për të modeluar se si ekziston kjo fazë izoluese eksitonike dhe pse këto valë sillen në këtë mënyrë.

"Teoricienët parashikuan ekzistencën e kësaj faze anormale disa dekada më parë, por vështirësitë eksperimentale të lidhura me marrjen e dëshmive për këtë kanë çuar në faktin se vetëm tani mund të aplikojmë themelet e zhvilluara më parë për të marrë një pamje më të plotë se si sillet në të vërtetë material, "komentoi Yuta Murakami nga Instituti i Teknologjisë në Tokio, i cili mori pjesë në studim.

"Transferimi shpërndarës i energjisë sfidon kuptimin tonë aktual të transportit në materialet kuantike dhe hap mundësi të reja për teoricienët që t'i manipulojnë ato në të ardhmen," tha autori Denis Gole nga Instituti Jozef Stefan dhe Universiteti i Lubjanës.

"Kjo punë na çon një hap më pranë krijimit të aplikacioneve tepër efikase të energjisë që mund të përfitojnë nga kjo pronë, përfshirë në kompjuterë," përfundoi Dr. Rao.

Recommended: