۲۶ شهریور ۱۳۹۶ ساعت ۰۹:۳۴ اجتماعی کد خبر :105576

حل معمای ۸۰ ساله فیزیک توسط دانشمندان

به تازگی فیزیکدانان دانشگاه استنفورد و دانشگاه کالیفرنیا نخستین مدرک محکمه پسند مبنی بر وجود ذره‌ای را یافته‌اند که پادذره خودش است و از آن به عنوان “ذره فرشته” یاد می‌کنند.
هر ذره بنیادی در جهان یک پادذره دارد که این دو دارای جرم برابر اما بار مخالف هستند. چنانچه ذره‌ای با پادذره خود برخورد کند، هر دوی آن‌ها یکدیگر را خنثی می‌کنند و انرژی آزاد می‌کنند. با این حال، مدت‌هاست نظریه‌ای وجود دارد مبنی بر اینکه استثنایی در این قانون وجود دارد و آن این که ذرات خاصی وجود دارند که پادذره خودشان هستند.

به گزارش نامه نیوز، این نظریه به سال ۱۹۳۷ برمی‌گردد یعنی زمانی که “اتوره مایورانا” (Ettore Majorana)، فیزیکدان ایتالیایی، از وجود گسستی بین خانواده فرمیون ذرات یاد کرد. پروتون‌ها، الکترون‌ها، نوترون‌ها، نوترینوها و کوارک‌ها همگی جزو فرمیون‌ها به شمار می‌آیند و دارای پادذره‌های متناظر هستند اما بر اساس محاسبات مایورانا، باید ذراتی وجود داشته باشند که پادذره خودشان هستند.

چون نوترون‌ها و نوترینوها فاقد بار هستند، بهترین کاندیداها برای این نوع از فرمیون‌های مطرح شده توسط مایورانا بودند اما بعدها آنتی‌نوترون‌ها کشف شدند. همزمان، محتمل ترین راه برای یافتن فرمیون‌های مایورانا، بررسی “شبه ذرات” (quasiparticles) است. همان‌طور که از نام آنها بر می‌آید، این‌ها ذرات کاملا طبیعی نیستند اما از رفتار جمعی الکترون‌ها نشات می‌گیرند و دارای ویژگی‌های خاصی هستند.

به تازگی دانشمندان در آمریکا مدعی‌ شده‌اند علائمی یافته‌اند که به وجود این فرمیون‌های فرضی اشاره دارند و این دستاورد پاسخی به یکی از مسائل بنیادی فیزیک است که ۸۰ سال ذهن فیزیکدانان را به خود مشغول کرده است.

برای اینکه این شبه ذرات خود را نمایان کنند، تیم علمی مخلوط بسیار خاصی تولید کرد که از فیلم‌های نازک دو ماده کوانتومی تشکیل شده بود و این دو ماده روی یکدیگر سوار شده‌ بودند. نتیجه نهایی، شکل گیری یک عایق توپولوژیک ابررسانا بود که به الکترون‌ها امکان حرکت سریع در طول لبه‌های سطح خود را می‌داد. دانشمندان با افزودن ماده مغناطیسی به این ترکیب، الکترون‌ها را وادار کردند در طول یک لبه عایق و در یک مسیر حرکت کنند و در طول لبه دیگر در جهت مخالف حرکت کنند. آنها سپس آهنربایی را به صورت موج مانند بر فراز این عایق توپولوژیک به حرکت در آوردند و این آهنربا موجب کند شدن، متوقف شدن و در نهایت تغییر دادن مسیر الکترون‌ها شد.

این فرآیند معکوس‌ شدن در حرکتی نامنظم و تلوتلوخوران که تیم علمی آن را به پله‌های یک راه‌پله تشبیه کرده، رخ داد. در این تحقیق، شبه‌ذرات مایورانا به صورت جفت شروع به ظاهر شدن از میان این عایق کردند و در طول همان مسیری حرکت کردند که الکترون‌ها حرکت می‌کردند اما یک تفاوت کلیدی وجود داشت و آن اینکه زمانیکه شبه ذرات توسط آهنربا متوقف شدند و برگشتند، در گامهایی به اندازه نصف ارتفاع گام‌های الکترون‌ها این عمل را انجام دادند.

این موضوع به این دلیل است که هر یک از این شبه ذرات اساسا فقط نیمی از یک ذره است چون از هر یک جفت شبه‌ذره، یکی از آنها از مسیر منحرف می‌شود و این امر به محققان امکان اندازه‌گیری آسان شبه ذرات منفردی که همچنان به سمت جلو حرکت می‌کردند را داد. در واقع گام‌های شبه ذرات مایورانا با ارتفاع نصف گامهای الکترونها، دقیقا همان مدرکی بود که دانشمندان به دنبال آن می‌گشتند.

فیزیکدانان پیشنهاد داده‌اند که این ذره به تقلید از رمان “فرشتگان و شیاطین” نوشته “دان براون”، “ذره فرشته” لقب گیرد زیرا در این اثر، یک بمب توسط برخورد ماده و ضدماده نیرودهی می‌شود. ذرات مایورانا در درازمدت کاربردهای علمی در ایمن‌تر کردن رایانه‌های کوانتومی خواهند داشت.

مطالب مرتبط

روی خط خبر

  • ۶ ماه حبس برای خواننده معروف/ اختلاف زن و شوهر رنگ و بوی جنایی گرفت
  • کمک‌ کردن ژانر به خواننده‌ها
  • چگونه بساط اسکناس از جیب ایرانی‌ها جمع شد؟
  • سامسونگ حالت پرتره را با آپدیت بعدی به گلکسی اس ۸ می‌آورد
  • رستاخیز ١٣‌میلیارد گرفت تا اکران نشود
  • پایان فروش حجمی اینترنت در روزهای آینده
  • سفر موگرينی به واشنگتن برای نجات برجام
  • چرا برخی معتادان تصمیم برای ترک موادمخدر را نیمه رها می‌کنند؟
  • «رأی‌الیوم» بررسی کردچرایی غیبت «محمد بن سلمان» در دیدار با امیر کویت/ ۴ احتمال درباره اجلاس آتی شورای همکاری
  • ورود شورا به دیوارکشی اطراف مجلس
  • صحبت های بقایی پیش از حضور در دادگاه/چه کسی او را همراهی کرد؟
  • محاکمه ۵متجاوز به زن شوهردار به عنوان “مفسد فی الارض” در مشهد
  • اولین سفر مقام عالی نظامی کشورمان به اروپا بعد از پیروزی انقلاب اسلامی
  • دستگیری باند قاچاق دختران در تهران/ سرکرده فراری است
  • علت تهدیدات ترامپ برای خروج از برجام مشخص شد/ هیلی: توان ما در مواجهه با کره شمالی تقویت می شود
  • چیزهایی که قبل از کاشت مو باید بدانید!
  • ایران از کره جنوبی ریل‌باس می‌خرد
  • برنده نوبل اقتصاد: فیلتر نکنید، تلنگر بزنید!
  • حریم خانه ملت خدشه‌دار شد
  • پارکبان ها، پلیس هستند؟
  • شبکه‌ وای فای خانگی سراسر جهان در معرض حمله هکرها
  • رویارویی وزارت کشاورزی و نیرو در جریان انسداد چاه‌های غیرمجاز
  • احتمال وقوع تنش آبی شدید در فصل پاييز
  • تحلیلی درباره سه سد با یک مشکل مشابه
  • فریب دستگاه‌های تصفیه آب را نخورید
  • کدام خودروها در بازار بیشترین اختلاف قیمت را با نمایندگی دارند؟
  • فریدونکنار، همچنان قتلگاه پرندگان است!
  • آغاز دور جدید پیش فروش خودروی دنا پلاس از سوی ایران خودرو – مهر ۹۶
  • علت نوسانات اخیر نرخ ارز اعلام شد
  • ماجرای گران‌ فروشی بلیت اربعین