به نقل از «ایسنا»

دانشمندان یک ذره هیبریدی کشف کردند

تاریخ انتشار: ۲۲ دی ۱۴۰۰ | کد خبر: ۳۴۱۱۰۳۶۳

فیزیک‌دانان یک ذره ترکیبی کشف کرده‌اند که با یک چسب قوی منحصر به فرد به هم متصل شده‌اند و می‌تواند گامی به سوی دستگاه‌های کوچک‌تر، سریع‌تر و کم مصرف‌تر باشد.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، گروهی از فیزیک‌دانان مؤسسه فناوری ماساچوست(MIT) یک ذره هیبریدی(ترکیبی) را کشف کرده‌اند که می‌تواند راه را برای توسعه دستگاه‌های الکترونیکی کوچک‌تر و سریع‌تر در آینده هموار کند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

این ذره هیبریدی که ترکیبی از یک الکترون و یک فونون(شبه‌ذره‌ای که از ارتعاش اتم‌ها در یک ماده تشکیل می‌شود) است، در یک ماده مغناطیسی عجیب و دو بعدی شناسایی شد.

شبه ذره یا برانگیزش دسته جمعی عبارت است از ظهوریافتگی در سامانه پیچیده میکروسکوپی جامداتی که ذرات‌شان برهمکنش‌های ضعیفی در فضاهای خالی بین‌شان دارند. برای مثال، یک الکترون در نیمه‌رسانا می‌تواند جابجا شود. این جابجایی و حرکت به دلیل برهمکنش با هسته اتم و الکترون‌های دیگر، باید پیچیده و در مسیر پیچیده‌ای باشد، اما به نظر می‌رسد الکترونی با جرمی متفاوت، در حال جابجا شدن به صورت غیرآشفته در فضاهای خالی است. این الکترون که جرم متفاوتی دارد را شبه ذره الکترون می‌نامند.

با این حال بر اساس مطالعه‌ای که در مجله Nature Communications منتشر شده است، احتمالاً جالب‌ترین جنبه این کشف این است که وقتی دانشمندان نیروی بین الکترون و فونون را اندازه‌گیری کردند، مشاهده کردند که چسب یا پیوند ۱۰ برابر قوی‌تر از آنچه قبلاً برای سایر الکترون-فونون‌های شناخته شده تخمین زده شده بود، در آن وجود دارد.

محققان این ذره هیبریدی را در "تری‌سولفید فسفر نیکل"(NiPS۳) شناسایی کردند که یک ماده دو بعدی با ویژگی‌های مغناطیسی است که اخیراً مورد توجه قرار گرفته است. آنها به منظور استنباط فعل و انفعالات ذرات مختلف درون ماده، از یک لیزر فوق سریع استفاده کردند که پالس‌های نوری با طول مدت تنها ۲۵ فمتوثانیه ساطع می‌کند و به سمت نمونه‌ای از "NiPS۳" نشانه رفته است.

هنگامی که خاصیت مغناطیسی فعال می‌شد، این ذره هیبریدی فقط در زیر دمای معینی قابل مشاهده بود و پیوند قدرتمندی که آنها مشاهده و اندازه‌گیری کردند، نشان می‌دهد که الکترون و فونون ممکن است پشت سر هم تنظیم شوند و از هم تاثیر بگیرند. این بدان معناست که هر تغییری در الکترون بر فونون تأثیر می‌گذارد و بالعکس. به عنوان مثال، اعمال ولتاژ یا نور به ذره هیبریدی، الکترون را به طور معمول تحریک می‌کند و همچنین فونون را تغییر می‌دهد که بر خواص ساختاری یا مغناطیسی ماده تأثیر می‌گذارد. چنین تنظیم دوگانه‌ای می‌تواند به دانشمندان این امکان را بدهد که نه تنها خواص الکتریکی یک ماده، بلکه مغناطیس آن را با اعمال ولتاژ یا نور به آن تغییر دهند.

"نوح گدیک" استاد فیزیک در MIT در یک بیانیه مطبوعاتی می‌گوید: تصور کنید اگر بتوانیم یک الکترون را تحریک کنیم و مغناطیس واکنش نشان دهد، سپس می‌توان دستگاه‌هایی را با روشی که امروزه کار می‌کنند به شکل بسیار متفاوت ساخت.

امکانات و کاربردهای حاصل از این کشف واقعاً نامحدود است، زیرا اگر بتوان آن را مدیریت کرد، شاید از طریق ذرات هیبریدی تازه کشف شده روزی بتوان از این ماده به عنوان شکل جدیدی از نیمه رسانای مغناطیسی استفاده کرد. این کشف منجر به توسعه دستگاه‌های کوچک‌تر، سریع‌تر و کم‌مصرف‌تر خواهد شد که به طور بالقوه نویدبخش عصر جدیدی برای دنیای الکترونیک است.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: شبه ذره مغناطیس یک ماده

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۴۱۱۰۳۶۳ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

دانشمندان چهره یک نئاندرتال ۷۵ هزار ساله را بازسازی کردند + عکس

آفتاب‌‌نیوز :

این زن که به نام شانیدر زی (Shanidar Z) معروف است، در غاری در کردستان عراق در سال ۲۰۱۸ پیدا شد. این زن یک نئاندرتال یا نوعی انسان باستانی است، حدود ۴۰ هزار سال پیش ناپدید شدند.

به نقل از سی‌ان‌ان، دانشمندانی که بقایای او را مطالعه می‌کنند، با زحمت ۲۰۰ قطعه استخوان جمجه او را طی ۹ کنار هم قرار دادند. آن‌ها از خطوط صورت و جمجمه این زن برای بازسازی استفاده کردند تا بفهمند او چه شکلی بوده است.

دکتر، اما پومروی (Emma Pomeroy)، دیرین انسان‌شناس و دانشیار دپارتمان باستان شناسی دانشگاه کمبریج که اسکلت را از زیر خاک بیرون آورد می‌گوید: جمجمه‌های نئاندرتال‌ها با برجستگی‌های قابل توجه و بدون چانه متفاوت از جمجمه‌های گونه خودمان به نظر می‌رسند. بازسازی صورت شانیدر زی نشان می‌دهد که این تفاوت‌ها ممکن است در زندگی واقعی آن‌ها آنقدر فاحش نبوده باشد.

پومروی اضافه کرد: او در واقع نسبت به اندازه‌اش چهره بزرگی دارد. او برآمدگی‌های ابروی بزرگی دارد که معمولا ما آن‌ها را نمی‌بینیم.

نئاندرتال‌ها حدود ۳۰۰ هزار سال در سراسر اروپا، خاورمیانه و کوه‌های آسیای مرکزی زندگی کردند و حدود ۳۰ هزار سال با انسان‌های امروزی همپوشانی داشتند. تجزیه و تحلیل دی‌ان‌ای انسان‌های امروزی نشان داده است که در این زمان، نئاندرتال‌ها و هومو ساپینس‌ها گهگاه با یکدیگر برخورد می‌کردند.

تحلیل جدید

هنگامی که پومرو برای اولین بار این اسکلت را با حفاری خارج کرد، جنسیت آن بلافاصله مشخص نشد، زیرا فقط نیمه بالایی بدن حفظ شده بود و فاقد استخوان‌های لگنی بود. گروهی که در ابتدا بقایای آن‌ها را مورد مطالعه قرار دادند، بر روی یک روش نسبتا جدید تکیه کردند که شامل تعیین توالی پروتئین‌ها در داخل مینای دندان برای تعیین جنسیت شانیدر زی بود.

 

این محققان از دانشگاه‌های کمبریج و لیورپول با مقایسه طول و قطر استخوان‌های بازوی او با داده‌های مربوط به انسان‌های امروزی، قد این نمونه را حدود ۵ فوت (۱.۵ متر) تخمین زدند. تجزیه و تحلیل ساییدگی دندان‌ها و استخوان‌ها نشان داد که او در زمان مرگ در اواسط دهه ۴۰ زندگی خود بوده است.

 

پومروی می‌گوید: این یک تخمین معقول است، اما ما نمی‌توانیم ۱۰۰ درصد مطمئن باشیم، که آن‌ها مسن‌تر نبوده‌اند. آنچه می‌توانیم بگوییم این است که این کسی است که عمر نسبتاً طولانی داشته است. برای آن جامعه، آن‌ها احتمالا از نظر دانش و تجربه زندگی بسیار مهم بودند.

 

غاری که شانیدر زی در آن دفن شده بود در میان باستان شناسان مشهور است، زیرا یک گور نئاندرتال که در سال ۱۹۶۰ در آنجا کشف شد، محققان را به این باور رساند که ممکن است نئاندرتال‌ها مردگان خود را با گُل دفن کرده باشند و این اولین چالش در برابر دیدگاه رایجی بود که انسان‌های باستانی را نادان و بی‌رحم می‌دانست. با این حال، تحقیقات بعدی توسط گروه پومرو، نظریه تدفین با گُل را مورد تردید قرار داده است.

 

در عوض، آن‌ها گمان می‌کنند که گرده کشف شده در میان گور‌ها ممکن است از طریق زنبور‌های گرده افشان وارد گور شده باشد. با این حال، در طول سال‌ها دانشمندان شواهد فزاینده‌ای از هوش و پیچیدگی نئاندرتال‌ها، از جمله هنر و ابزار پیدا کرده‌اند.

 

نئاندرتال‌ها بار‌ها به غار شانیدر بازگشتند تا مردگان خود را دفن کنند. تحقیقات نشان داده است که بقایای ۱۰ نئاندرتال در این مکان کشف شده که به نظر می‌رسد نیمی از آن‌ها عمدا پشت سر هم دفن شده‌اند.

 

شاید نئاندرتال‌ها مردگان خود را با دسته‌های گل تجلیل نمی‌کردند، اما تحقیقات نشان می‌دهد که ساکنان غار شانیدر احتمالا گونه‌ای همدل بودند. به عنوان مثال، یک نئاندرتال مرد که در آنجا دفن شده بود، ناشنوا بود و با ضربه‌ای به بازو و سرش فلج شده بود که احتمالاً او را تا حدی نابینا می‌کرد، اما او مدت زیادی زنده بود، بنابراین طبق تحقیقات باید از او مراقبت می‌شد.

 

پومروی می‌گوید که شانیدر زی اولین نئاندرتالی است که در بیش از ۵۰ سال گذشته در این غار پیدا شده است، اما این مکان هنوز هم می‌تواند بستری برای اکتشافات بیشتر باشد.

 

بازسازی جمجمه

 

پومروی بازسازی جمجمه شانیدر زی را که نسبتا بلافاصله پس از مرگ له شده بود، به عنوان یک «پازل سه بعدی با حساسیت بالا» توصیف کرد.

 

استخوان‌های فسیل شده در بلوک‌های کوچکی از رسوبات غار برداشته شده و در فویل پیچیده شدند و محققان آن‌ها را برای تجزیه و تحلیل به دانشگاه کمبریج فرستادند.

 

در آزمایشگاه کمبریج، محققان از هر بلوک میکرو سی‌تی اسکن گرفتند و از اسکن‌ها برای هدایت استخراج قطعات استخوانی استفاده کردند. دکتر لوسیا لوپز پولین (Lucía López-Polín)، همکار پومروی، محافظ باستان شناسی از موسسه کاتالان برای دیرینه اکولوژی انسانی و تکامل اجتماعی در اسپانیا، بیش از ۲۰۰ تکه جمجمه را با چشم کنار هم قرار داد تا آن را به شکل اولیه خود بازگرداند.

این گروه جمجمه بازسازی شده را اسکن و پرینت سه بعدی کردند، که پایه و اساس سر بازسازی شده‌ای را شکل داد که توسط دیرینه هنرمندان دوقلوی دانمارکی، آدری و آلفونس کنیس (Adrie and Alfons Kennis)، لایه‌هایی از ماهیچه و پوست روی آن قرار بگیرد.

منبع: خبرگزاری ایسنا