کشف رازی جدید در مکانیک کوانتوم

به گزارش« نبض فناوری»  محققان می‌گویند رازی را در مکانیک کوانتومی کشف کرده‌اند که راه‌گشای نسل آینده حس‌گرها، سویچ‌ها، و رایانه‌ها خواهد بود. مبنای این کشف جدید، بر اساس کشف «اکسیون (ذره بنیادی فرضی) توپولوژیک فرضی» است؛ حالتی منحصر‌ به فرد از ماده کوانتومی که فقط به شکل نظری پیش‌بینی شده و اکنون در عمل نیز به دست آمده است. 

این حالت اکسیونی با ایجاد اتم‌ به‌ اتم ساختار دوبعدی بلورینی محقق شده که با تلورید بیسموت منگنز (manganese bismuth telluride) و در قالب تراشه‌ای جامد ساخته شده است. این ماده رانای الکتریسته است و در عین حال، ساختار کلی آن حالت عایق دارد؛ یعنی همزمان نقش رسانا و عایق را ایفا می‌کند. در نتیجه می‌توان ذخیره‌سازی، انتقال، و دستکاری داده‌های مغناطیسی را سریع‌تر، چابک‌تر، و کارآمدتر انجام داد.

گروهی از محققان دانشگاه نورت‌ایسترن به این کشف دست یافته‌اند؛ آرون بنسیل، فیزیکدان و سرپرست آن گروه، می‌گوید: «مثل کشف کردن عنصری جدید بود و می‌دانیم کاربرد‌های جالب و جدیدی خواهد داشت.»

این دستاورد عظیم می‌تواند به ساخت نوع جدیدی از افزاره‌های الکترونیکی به نام افزاره‌های اسپینترونیک منجر شود که مبنای آن‌ها تاثیرگذاری بر ساختار‌های کوانتومی با استفاده از چرخش الکترون‌ها است. این چرخش دارای دو حالت تعریف شده «بالا» و «پایین» است و میدان مغناطیسی ذرات زیراتمی را تعیین می‌کند.

در حال حاضر اکثر افزاره‌های الکترونیکی به باتری‌های شیمیایی متکی هستند. اما افزاره‌های اسپینترونیک آینده به واکنش شیمیایی نیاز ندارند و از انرژی مغناطیسی مواد ویژه استفاده می‌کنند و به گفته بنسیل، این روش بسیار کارآمدتر است. این افزاره‌ها در دست ساخت هستند و می‌توانند معضل مصرف برق و سرعت بهره‌برداری در رایانه‌ها را برطرف کنند. رایانه‌ها در حال حاضر به شارژ باتری متکی هستند.

بنسیل می‌گوید: شکی نیست که مصرف برق در نسل آینده افزاره‌های الکترونیکی باید کاهش یابد، کشف چنین مواد جدیدی راه‌گشا است و می‌تواند به فناوری‌های کاملاً تازه‌ای منجر شود.

منبع: باشگاه خبرنگاران