في السكون الهادئ حيث تحتفظ غرف التبريد في المختبرات بالمواد بالقرب من الصفر المطلق، قد يتخيل المرء الفراغ - مساحة خالية من الحركة، صامتة بلا قياس. ومع ذلك، في الشعر الغريب للحقول الكمومية، حتى الفراغ يهمس بنشاط غير مرئي. في ذلك المجال الهادئ بين الذرات والفراغ، هناك حركة دقيقة جدًا لا تستطيع الحواس التقاطها: همسات من التغيير الكهرومغناطيسي التي لا تصل كضوء بالمعنى التقليدي، لكنها تحمل شبه "وجود" حيث يبدو أنه لا يوجد شيء. هنا، في أعماق تلك التقلبات الصامتة، كشفت الأبحاث الحديثة عن جوانب جديدة من رقصة الموصلية الفائقة الهشة.
لطالما كانت الموصلية الفائقة معجزة في الفيزياء - حالة حيث تتزاوج الإلكترونات وتدفق دون مقاومة، عالم من الموصلية المثالية التي تتحدى التجربة اليومية. تقليديًا، قام العلماء بالتحكم في هذه الحالة عن طريق تغيير درجة الحرارة، أو تطبيق الضغط، أو تغيير التركيب الكيميائي. لكن فصلًا جديدًا قد بدأ، يعتمد ليس على الروافع الكلاسيكية ولكن على التأثير الدقيق للتقلبات الكمومية - حقول الطاقة التي تتلألأ حتى في ما نسميه "الفراغ". لقد أظهر الباحثون الآن أن هذه التقلبات، التي تحركها البنية الداخلية للمواد الرقيقة ذريًا مثل نيتريد البورون السداسي، يمكن أن تصل إلى بلورة مجاورة وتغير من طبيعة موصلتها الفائقة.
تخيل، إذا جاز لك، شريحة رقيقة جدًا من نيتريد البورون موضوعة فوق موصل فائق عضوي. لا يمر الضوء، ولا تتراقص نبضات الليزر عبر السطح، ولا تزعج المحفزات الخارجية الصمت. ومع ذلك، لأن شبكة الذرات في نيتريد البورون تدعم حقلًا كهرومغناطيسيًا غنيًا عند ترددات رنانة معينة، تشعر المادة المجاورة بتأثير دقيق ومستمر. كأن الفراغ نفسه - بعيدًا عن كونه خاملاً - يحمل إيقاعًا شبحياً يدفع الإلكترونات للخروج من تناغمها المتزاوج. في التجارب، كان هذا التأثير الهادئ كافيًا لقمع الموصلية الفائقة في البلورة المجاورة، ليس بالقوة التقليدية ولكن من خلال توافق الرنين بين التقلبات الكمومية غير المرئية وطبيعة اهتزاز شبكة الموصل الفائق نفسه.
لا يفتح هذا الاكتشاف، في حد ذاته، الموصلية الفائقة عند درجات حرارة عالية أو يقدم قفزة مفاجئة في التكنولوجيا. بدلاً من ذلك، فإنه يقدم شيئًا ربما أعمق: "مقبض" جديد يمكن من خلاله ضبط المادة. من خلال احتضان فكرة أن حتى الفراغ - الذي يبدو فارغًا - يشارك في رقصة الجسيمات المشحونة، فتح الباحثون بابًا للتلاعب بحالات المواد دون محفزات كلاسيكية. تشير وجود هذه الفوتونات الافتراضية - أو "غير الموجودة حقًا" - والتقلبات إلى أن الموصلية الفائقة ليست مجرد وظيفة للإلكترونات والشبكات ولكن من المحادثة الصامتة بين الحقول التي لا تنام أبدًا.
في هذا التفاعل الهادئ بين الحقول والاهتزازات، هناك أيضًا درس في المنظور. ما كنا نفترضه يومًا أنه مجال مجرد بحت - المد والجزر المضطرب للحقول الكمومية في الفراغ - يظهر الآن كأثر ملموس على أرقى حالة للمادة. يمكن أن تعيق قدرة المادة على التوصيل بدون مقاومة القوى غير المرئية للتقلبات في ما كنا نسميه "لا شيء"، مما يذكرنا بأن حتى الصمت يحمل قوى قادرة على إعادة تشكيل الواقع.
بمصطلحات علمية واضحة، أكد الباحثون تجريبيًا أن التقلبات الكمومية - تقلبات الحقل الكهرومغناطيسي في الفراغ بين طبقات المواد - يمكن أن تؤثر مباشرة على خصائص الموصلية الفائقة لبلورة مجاورة. من خلال وضع شريحة رقيقة بسمك نانومتر من نيتريد البورون السداسي فوق مادة موصلة فائقة، وجدوا أن هذه التقلبات كانت كافية لقمع الموصلية الفائقة دون إضاءة أو قوى خارجية، مما أسس طريقًا جديدًا لضبط خصائص المواد بناءً على الحقول الكمومية.
تنبيه صورة الذكاء الاصطناعي
المرئيات تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي وتعمل كتمثيلات مفاهيمية.
المصادر (أسماء وسائل الإعلام فقط)
Ars Technica Nature Bioengineer.org
نُشر بواسطة Banx Network. هذا المقال جزء من برنامج الوسائط اللامركزية من Banx، مدعومًا برمز BXE على شبكة XRP Ledger.
