زاوية سحرية

في العام الماضي ، قدمت مجموعة من العلماء نتائج بحث صدم مجتمع الفيزياء. اتضح أن صفائح الجرافين بسماكة ذرة واحدة فقط تكتسب خصائص فيزيائية ملحوظة عندما تدور في الزاوية "السحرية" الصحيحة بالنسبة لبعضها البعض (1).

في اجتماع مارس للجمعية الفيزيائية الأمريكية في بوسطن ، حيث كان من المقرر تقديم تفاصيل البحث في هذا المنظور ، تجمع حشد من العلماء. يعتبر البعض اكتشاف العلماء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بداية عهد جديد.

وفي العام الماضي، قام فريق من الفيزيائيين بقيادة بابلو جاريلو-هيريرو بوضع زوج من صفائح الجرافين فوق بعضها البعض ، وبرد النظام إلى ما يقرب من الصفر المطلق ، وقام بتدوير ورقة واحدة بزاوية 1,1 درجة على الأخرى. طبق الباحثون جهدًا ، وأصبح النظام نوعًا من العازل ، حيث يمنع التفاعل بين الذرات والجسيمات نفسها الإلكترونات من الحركة. مع إدخال المزيد من الإلكترونات في النظام ، أصبح النظام موصلًا فائقًا يمكن أن تتحرك فيه الشحنة الكهربائية دون مقاومة..

— — قال جاريلو هيريرو لجيزمودو. —

ترتبط هذه التأثيرات السحرية للدوران الزاوي بما يسمى بـ المشارب (خطوط تموج في النسيج). هذا نوع من نمط الشريط الذي تم إنشاؤه نتيجة للتداخل (التراكب) لشبكتين من الخطوط تم تدويرهما بزاوية معينة أو تعرضهما للتشوه (مشوهًا بالنسبة لبعضهما البعض). على سبيل المثال ، إذا تم وضع شبكة واحدة على سطح مستو وتم توصيل شبكة أخرى بجسم مشوه ، فستظهر أطراف تموج في النسيج. يمكن أن يكون نمطها معقدًا للغاية ، وسيعتمد الموقع على تشوه الكائن قيد الاختبار.

تم تكرار نتائج باحثي معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا من قبل عدة فرق ، على الرغم من أن التحقق لا يزال جاريًا ولا يزال الفيزيائيون يبحثون في جوهر هذه الظاهرة. خلال العام الماضي ، ظهرت أكثر من مائة بحث جديد حول هذا الموضوع على خادم arXiv. تذكرت أن المنظرين منذ ما يقرب من عشر سنوات توقعوا ظهور تأثيرات فيزيائية جديدة في أنظمة الجرافين الدوارة والملتوية. ومع ذلك ، لا يزال الفيزيائيون لا يفهمون العديد من الأسئلة المتعلقة بأصل ظاهرة الموصلية الفائقة وطبيعة الحالات العازلة للكهرباء في الجرافين.

وفقًا لـ Harillo-Herrero ، فإن الاهتمام بالموضوع يرجع أيضًا إلى حقيقة أن فروع الفيزياء "الساخنة" مؤخرًا ، أي بحث الجرافين وغيرها من المواد ثنائية الأبعاد ، الخصائص الطوبولوجية المواد (الخصائص التي لا تتغير على الرغم من التغييرات المادية) ، مسألة شديدة البرودة و رائع الظواهر الإلكترونيةوالتي تنشأ عن طريقة توزيع الإلكترونات في بعض المواد.

ومع ذلك ، فإن أولئك المتحمسين للغاية بشأن الاكتشاف الجديد وتطبيقاته المحتملة في الأجهزة الإلكترونية يتم تهدئتهم من خلال بعض الحقائق. على سبيل المثال ، يجب أن تحافظ صفائح الجرافين ذات الزاوية السحرية على درجة حرارة تبلغ 1,7 درجة كلفن فوق الصفر المطلق ، وبالإضافة إلى ذلك ، اتضح أنها "تفضل" عدم وضعها بزاوية 1,1 درجة - تمامًا كما لا يريد مغناطيسان للمس نفس القطبين. من المفهوم أيضًا أنه من الصعب معالجة مادة بسمك ذرة واحدة فقط.

ابتكر جاريلو-هيريرو اسمًا للتأثيرات التي اكتشفها ("twistronika"؟ أو "rotnik"؟ - أو ربما "moristors" من الخطوط؟). يبدو أن هناك حاجة إلى اسم لأن الكثير من الأشخاص في مجال العلوم والتكنولوجيا يريدون البحث في هذه الظاهرة والبحث عن تطبيقات لها.