جدیدترین اخبار
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.

Ad

روی خط خبر

  • کره های وارداتی شامل پرداخت مابه التفاوت نرخ ارز نمی شوند
  • بازگشت بازیگر محبوب زن با یک سریال جدید به تلویزیون
  • بیشترین واردات به اردیبهشت ماه تعلق گرفت
  • وحشت مردم استرالیا از فرو ریختن ساحل کوئینزلند
  • مجوز شکار ویژه اتباع ایرانی صادر می‌شود
  • سمند ال ایکس و پژو پارس ۲ میلیون تومان گران شد
  • سایه‌روشن انتخاب وزرای جدید کابینه
  • نیکی هیلی: اگر روحانی درخواست مذاکره کند ترامپ حتما بررسی می‌کند
  • وزیر دفاع روسیه: ظرف دو هفته آتی سوریه را به اس-۳۰۰ مجهز می‌کنیم
  • حذف دریاچه‌ ارومیه از کتاب درسی
  • نفت ۱۰۰ دلاری در راه است
  • رئیس جمهوری کوبا: خواهان روابط “متمدنانه” با آمریکا هستیم
  • قطع همکاری ۴ شرکت ریلی مسافری با سایت معروف آنلاین فروش بلیت
  • اهتزاز پرچم ایران در جودوی جهان پس از ۱۵ سال
  • تعرفه‌های جدید آمریکا و چین امروز اجرایی شد/ خبری از مذاکره نیست
  • نحوه استفاده از خدمات غیرحضوری و نوبت‌دهی آنلاین خدمات تامین اجتماعی
  • انجام ۶۰میلیون تراکنش بانکی در هر روز/استقرار سیستم تحویلداری تحت
  • پاسخ به شبهات خشک شدن چشمه علی
  • حمله تروریستی اهواز باحضورمسئولان اطلاعات وکشور بررسی می شود
  • روند «استخدام معلولان» تغییر کرد
  • امروز؛جلسه ویژه فراکسیون نمایندگان ولایی با لاریجانی درباره”FATF”
  • دو سوم لاتین تبارهای آمریکا طرفدار اوباما هستند
  • تخم‌مرغ ۶ درصد گران می‌شود/ممنوعیت صادرات کالاهای اساسی
  • آمریکا و رژیم صهیونیستی در حادثه اهواز کاملا فعال بوده‌اند
  • کاهش تعرفه واردات لاستیک به پنج درصد
  • پمپئو به طور تلویحی پیشنهاد کیم جونگ اون را رد کرد: تحریم‌های کره‌شمالی تا زمان خلع سلاح هسته‌ای کامل، کاهش نمی‌یابد
  • داخلی سازی خودروهای چینی در ایران چند درصد است؟
  • نیم نگاهی به فیلم جدید بهاره رهنما و نیوشا ضیغمی
  • فرزاد موتمن: روشنفکر نیستم، کارگر سینما هستم
  • جزئیات بازداشت خواننده سرشناس در اوایل انقلاب