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.

وبگردی

روی خط خبر

  • شورای امنیت دوشنبه درخصوص قطعنامه ضدایرانی رای گیری می‌کند
  • بازیگر زن پرحاشیه سخنران خطبه نماز جمعه شد/ عکس
  • سرانجام ۱۰بمب جنجالی بودجه ۹۷
  • تجارت قبر در امامزاده‌ها به اسم ساماندهی
  • چه کسانی امروز سود سهام عدالت دریافت می‌کنند؟
  • کارگران فصلی و ساختمانی امروز سود سهام عدالت می‎گیرند
  • درگیری محسن افشانی با خواننده پاپ بالا گرفت/عکس
  • واکنش رسمی به واردات «کود انسانی» از ترکیه!
  • پمپ بنزین اینترنتی هم آمد!
  • اعتماد به نفس منحصر به فرد وزیر ناکارآمد اما پردرآمد
  • نگرانی از ورشکستگی و «تفکیک جنسیتی» در مهدهای کودک با اجرای یک مصوبه
  • اطلاعات مهم و گفته نشده از زلزله کرمانشاه
  • قوه قضاییه حکم به برخورد با رئیس جمهور سابق خواهد داد؟
  • رادار فرودگاه یاسوج جنجالی شد
  • قول روسیه به اسرائیل درباره ایران
  • احداث بیمارستان ۲۵۰ تختخوابی در سرخه حصار
  • جزئیات سفر شهردار تهران به لهستان
  • احتمال جنگ بین ایران و اسرائیل چقدر است؟
  • شکایت از ترامپ به دلیل دریافت هدایای خارجی
  • تکذیب فرود اضطراری هواپیمای حامل وزیر راه
  • تقدیم دو فوریت طرح برگزاری راهپیمایی‌ها به هیات رئیسه با ۷۰ امضا
  • نیکی هیلی: برجام روی روایتی نادرست بنا شده؛ اصلاح نشود، از آن خارج می‌شویم
  • اردوغان: برخی همپیمانان ما را در عفرین تنها گذاشتند/ ارتش ما ترسو نیست
  • یک افسر عالیرتبه صهیونیست: ایران بازیگری ممتاز و توانمند است
  • اولین مدرسه ایرانی در کمپ آوارگان میانماری شروع به کار کرد
  • آمادگی سازمان بنادر برای انجام سفرهای دریایی نوروزی
  • وزارت نفت تعهد داد/لغودستورتوقف آزمون استخدامی از سوی دیوان عدالت
  • مشایی: نه نگرانیم و نه می‌ترسیم/اگر چوبه دار هم بزنند خودم راحت از خانه بیرون می‌آیم و می‌روم بالا
  • بقایی: اتهامات ربطی به من ندارد/ دستور دادند و من سکه‌ها را اهدا کردم
  • کنایه محسن رضایی به روحانی؛ به جای طرح رفراندوم، مشکلات مردم را حل کنند