هندسه کوانتومی برای نخستین بار در فلز کاگوم رمزگشایی شد
با فناوری: ما اطلاعات زیادی در مورد الکترون ها از نظر انرژی، ماهیت و حرکت آنها داریم. با این وجود، هندسه کوانتومی آنها یک معما باقی مانده است.
به گزارش با فناوری به نقل از ایسنا، هندسه یا شکل یک سیستم کوانتومی بصورت ریاضی توسط ابزاری به نام تانسور هندسه کوانتومی (QGT) نمایش داده می شود. همین طور توضیح می دهد که چگونه وضعیت یک سیستم کوانتومی با تغییر پارامترهای خاصی مانند میدان مغناطیسی یا دما تغییر می کند.
به نقل از آی ای، برای نخستین بار، پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست با موفقیت هندسه کوانتومی الکترون ها را در مواد جامد اندازه گیری کردند. دانشمندان به خوبی از روش های محاسبه انرژی و حرکت الکترون ها آگاه بوده اند، اما درک شکل کوانتومی آنها تا حالا تنها به صورت نظری ممکن بوده است.
پژوهشگران در طول مطالعه خود، با موفقیت هندسه کوانتومی الکترون ها را در فلز کاگوم اندازه گیری کردند. با این وجود، رویکرد آنها به این فلز خاص محدود نمی گردد، می توان از آن برای تعیین هندسه الکترون ها در هر ماده کوانتومی بهره برد.
درک عملکرد موج الکترون
درک هندسه مهمست برای اینکه نشان میدهد که الکترون ها چگونه حرکت می کنند، برهم کنش می کنند و بر خواص مواد مانند رسانایی، مغناطیس و ابررسانایی تأثیر می گذارد. همین طور به کشف رفتارهای کوانتومی غیرمعمول کمک می نماید.
الکترون ها می توانند هم بصورت ذره و هم بصورت موج رفتار کنند. هنگامی که آنها به عنوان موج عمل می کنند، الگوهای موج مانندی را می سازند که با بهره گیری از توابع موج توصیف می شوند که توصیف های ریاضیاتی هستند که احتمالات مکان الکترون و سایر خواص را در یک زمان معین پیش بینی می کنند.
نویسندگان این مطالعه می گویند: تاکنون، هندسه کوانتومی توابع موج را فقط می توانستیم بصورت نطری استنباط نماییم، یا گاهی اصلا نمی توانستیم استنباط نماییم.
با اینحال از آنجا که فیزیکدانان بیشتر و بیشتر مواد کوانتومی را با کاربردهای بالقوه در همه چیز از کامپیوتر های کوانتومی گرفته تا دستگاه های الکترونیکی و مغناطیسی پیشرفته پیدا می کنند، این مواد اهمیت بیشتری پیدا می کنند.
جادوی طیف سنجی انتشار نوری با تفکیک زاویه ای
بمنظور رمزگشایی هندسه تابع موج، پژوهشگران از طیف سنجی انتشار نوری با تفکیک زاویه ای(ARPES) استفاده کردند، روشی که رفتار الکترون ها را در داخل یک ماده نمایان می کند.
آنها نور را به فلز کاگوم تاباندند که منجر به گسیل الکترون شد، ARPES انرژی و جهت الکترون ها را ردیابی کرد و نقشه ای از نحوه توزیع الکترون ها در فلز ایجاد کرد.
این داده ها شکل و ساختار حالت های انرژی الکترون را نشان میدهد و نشان میدهد که چگونه آنها در ماده حرکت می کنند و با شبکه آن تعامل دارند.
این به پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست اجازه داد تا هندسه کوانتومی یعنی QGT الکترون ها را تحلیل و بررسی کنند.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب