تصویربرداری از رقص الکترونها

به گزارش خبرگزاری مهر، رقص الکترونها پدیده ای شناخته شده ای برای فیزیک مدرن است. با وجود این، مشاهده مستقیم این پدیده تاکنون میسر نبود.

اکنون محققان دانشگاه مک مستر و لابراتوارهای ملی لس آلاموس موفق شدند از این رقص که در آن الکترونها در شرایط سخت تغییر شکل می دهند عکسبرداری کنند.

این دانشمندان با استفاده از میکروسکوپ ویژه ای که برای تصویربرداری ترتیب و فعل و انفعالات الکترونها در کریستالها طراحی شده است توانستند اولین تصویر واضح از رقص الکترونها را تهیه کنند.

این تصویر، منشاء یک تبدیل فاز غیرعادی الکترونی را در یک ماده به خصوص نشان می دهد و دری به سوی خواص و عملکردهای الکترونهای سنگین که به آنها "فرمیونهای سنگین" نیز گفته می شود می گشاید.

این محققان در این خصوص اظهار داشتند: "از حدود 40 سال قبل، فیزیکدانان به دنبال راه حلی برای مسئله فرمیونهای سنگین هستند. درک رفتار این ذرات می تواند منجر به طراحی مواد جدیدی برای ابرهادیهای فعال در دمای بالا شود."

در این تحقیقات، فیزیکدانان ماده ای را مورد بررسی قرار دادند که از اورانیوم، روتنیوم و سیلیسیوم ساخته شده بود. در این ماده، اثر فرمیونهای سنگین از دمای زیر 55 درجه کلوین (218- سانتیگراد) ظاهر شد. علاوه بر این محدوده، یک تبدیل فاز غیرعادی الکترونها در دمای 5/17 درجه کلوین نیز مشاهده شد.

این گروه تحقیقاتی با استفاده از تکنیک میکروسکوپ اسکنر اثر تونلی موفق شدند از رقص الکترونهای سنگین تصویربرداری کنند و واکنشهای مستقیم این الکترونها را با اتمهای اورانیوم رصد کنند.

براساس گزارش نیچر، میکروسکوپ اسکنر اثر تونلی به دانشمندان اجازه می دهد که طول موج الکترونها را در روی سطحی از یک ماده اندازه گیری کنند.