Quantum News

‍ ‍ ⚠️کشف فیزیکی بسیار عجیبی که در حال تغییر نظریه کوانتومی است⚠️

🔹فیزیکدانان مؤسسه MIT مکانیزمی پیشگامانه در گرافن پنج‌لایه – ماده‌ای متشکل از پنج لایه گرافن انباشته – کشف کرده‌اند که امکان تقسیم الکترون‌ها به بارهای کسری را حتی در غیاب میدان‌های مغناطیسی فراهم می‌کند. این پدیده که به "اثر هال کسری کوانتومی بی‌قاعده" یا همان fractional quantum anomalous Hall effect (FQAH) معروف است، ابتدا توسط گروه دکتر لانگ جو به‌صورت تجربی مشاهده شد و اکنون توسط فیزیکدان مؤسسه MIT، دکتر سنتیل تودادری و تیمش به‌صورت نظری توضیح داده شده است.

🔸به‌طور سنتی، بارهای کسری در سیستم‌هایی با میدان‌های مغناطیسی قوی، همانند اثر هال کسری کوانتومی، مشاهده شده‌اند. با این حال، آزمایش‌های دکتر جو نشان داد که الکترون‌ها در گرافن پنج‌لایه هم‌تراز با بور نیترید، بدون نیاز به میدان مغناطیسی، به بارهای کسری تقسیم می‌شوند. این نتیجه، که با پیش‌بینی‌های قبلی تفاوت داشت، تحقیقاتی نظری را برای بررسی فیزیک زیرساختی این پدیده برانگیخت.

🔹تیم دکتر تودادری دریافت که تعاملات بین الکترون‌ها، که در ساختار ماره (moiré ) دوبعدی محدودشده گرافن پنج‌لایه تقویت می‌شوند، نقش اساسی دارند. در این ساختار، الکترون‌ها به دلیل پتانسیل‌های الکتریکی ضعیفی که توسط شبکه moire ایجاد می‌شود، به یک الگوی کریستالی متناوب محدود می‌شوند.

🔸 این ساختار کریستالی الکترون‌ها را مجبور به تعامل از طریق همبستگی‌های کوانتومی می‌کند، به‌جای آن‌که به‌طور مستقل رفتار کنند. این تعاملات به حالت‌های کوانتومی منحصربه‌فردی منجر می‌شود که امکان نمایش بارهای کسری توسط الکترون‌ها را فراهم می‌کند.

🔹محاسبات نظری میکروسکوپی تأیید کردند که این تعاملات یک باند انرژی مسطح و ایزوله با ویژگی‌های توپولوژیکی – معروف به "Chern-1 band" ایجاد می‌کنند که قادر به میزبانی فازهای FQAH است. این مکانیزم بینشی جدید برای طراحی سیستم‌های نمایش‌دهنده پدیده بارهای کسری فراهم می‌کند که فراتر از گرافن به مواد دوبعدی چندلایه‌ای گسترش می‌یابد.

🔸این کشف درهای جدیدی برای بررسی فازهای کوانتومی جدید ماده باز می‌کند و از تعامل پیچیده بین الگوهای moire و تعاملات الکترونی بهره می‌گیرد. به گفته تودادری: «این کریستال دارای ویژگی‌های غیرمعمولی است که سوالات جذاب زیادی برای تحقیقات آینده مطرح می‌کند.»

🔹این تحقیق، که در مجله Physical Review Letters منتشر شده، گرافن پنج‌لایه را به‌عنوان بستری امیدوارکننده برای پیشرفت فناوری‌های کوانتومی و درک حالت‌های الکترونیکی عجیب معرفی می‌کند.

🔸این مطالعه با یافته‌های مشابهی از دانشگاه جانز هاپکینز، دانشگاه هاروارد و دانشگاه کالیفرنیا در برکلی همراه بود که اهمیت این پیشرفت در فیزیک کوانتومی را برجسته می‌کند.

🌐لینک خبر

📎join: @QuantumTEQ

🔵LinkedIn
_._._._._._._._._._._._
#اخبار #فیزیک_کوانتومی #اثر_هال #فاز_کوانتومی

www.tgoop.com/QuantumTEQ/942

995 viewsedited  Dec 16 at 16:52

‍ ‍ ⚠️کشف فیزیکی بسیار عجیبی که در حال تغییر نظریه کوانتومی است⚠️

🔹فیزیکدانان مؤسسه MIT مکانیزمی پیشگامانه در گرافن پنج‌لایه – ماده‌ای متشکل از پنج لایه گرافن انباشته – کشف کرده‌اند که امکان تقسیم الکترون‌ها به بارهای کسری را حتی در غیاب میدان‌های مغناطیسی فراهم می‌کند. این پدیده که به "اثر هال کسری کوانتومی بی‌قاعده" یا همان fractional quantum anomalous Hall effect (FQAH) معروف است، ابتدا توسط گروه دکتر لانگ جو به‌صورت تجربی مشاهده شد و اکنون توسط فیزیکدان مؤسسه MIT، دکتر سنتیل تودادری و تیمش به‌صورت نظری توضیح داده شده است.

🔸به‌طور سنتی، بارهای کسری در سیستم‌هایی با میدان‌های مغناطیسی قوی، همانند اثر هال کسری کوانتومی، مشاهده شده‌اند. با این حال، آزمایش‌های دکتر جو نشان داد که الکترون‌ها در گرافن پنج‌لایه هم‌تراز با بور نیترید، بدون نیاز به میدان مغناطیسی، به بارهای کسری تقسیم می‌شوند. این نتیجه، که با پیش‌بینی‌های قبلی تفاوت داشت، تحقیقاتی نظری را برای بررسی فیزیک زیرساختی این پدیده برانگیخت.

🔹تیم دکتر تودادری دریافت که تعاملات بین الکترون‌ها، که در ساختار ماره (moiré ) دوبعدی محدودشده گرافن پنج‌لایه تقویت می‌شوند، نقش اساسی دارند. در این ساختار، الکترون‌ها به دلیل پتانسیل‌های الکتریکی ضعیفی که توسط شبکه moire ایجاد می‌شود، به یک الگوی کریستالی متناوب محدود می‌شوند.

🔸 این ساختار کریستالی الکترون‌ها را مجبور به تعامل از طریق همبستگی‌های کوانتومی می‌کند، به‌جای آن‌که به‌طور مستقل رفتار کنند. این تعاملات به حالت‌های کوانتومی منحصربه‌فردی منجر می‌شود که امکان نمایش بارهای کسری توسط الکترون‌ها را فراهم می‌کند.

🔹محاسبات نظری میکروسکوپی تأیید کردند که این تعاملات یک باند انرژی مسطح و ایزوله با ویژگی‌های توپولوژیکی – معروف به "Chern-1 band" ایجاد می‌کنند که قادر به میزبانی فازهای FQAH است. این مکانیزم بینشی جدید برای طراحی سیستم‌های نمایش‌دهنده پدیده بارهای کسری فراهم می‌کند که فراتر از گرافن به مواد دوبعدی چندلایه‌ای گسترش می‌یابد.

🔸این کشف درهای جدیدی برای بررسی فازهای کوانتومی جدید ماده باز می‌کند و از تعامل پیچیده بین الگوهای moire و تعاملات الکترونی بهره می‌گیرد. به گفته تودادری: «این کریستال دارای ویژگی‌های غیرمعمولی است که سوالات جذاب زیادی برای تحقیقات آینده مطرح می‌کند.»

🔹این تحقیق، که در مجله Physical Review Letters منتشر شده، گرافن پنج‌لایه را به‌عنوان بستری امیدوارکننده برای پیشرفت فناوری‌های کوانتومی و درک حالت‌های الکترونیکی عجیب معرفی می‌کند.

🔸این مطالعه با یافته‌های مشابهی از دانشگاه جانز هاپکینز، دانشگاه هاروارد و دانشگاه کالیفرنیا در برکلی همراه بود که اهمیت این پیشرفت در فیزیک کوانتومی را برجسته می‌کند.

🌐لینک خبر

📎join: @QuantumTEQ

🔵LinkedIn
_._._._._._._._._._._._
#اخبار #فیزیک_کوانتومی #اثر_هال #فاز_کوانتومی

BY Quantum News