up_icon
Science

Ερευνητές εντόπισαν κατά λάθος σωματίδιο - φάντασμα που προέβλεψε η θεωρία πριν από 67 χρόνια

22 Αυγούστου 2023 Christos Elpidis

Ερευνητές εντόπισαν κατά λάθος σωματίδιο - φάντασμα που προέβλεψε η θεωρία πριν από 67 χρόνια

Δεν είναι λίγες οι φορές που οι ερευνητές ανακαλύπτουν τυχαία διαφορετικά πράγματα από αυτά που περιμένουν στις μελέτες τους και είναι χαρακτηριστικό το παράδειγμα της ομάδας των University of Illinois Urbana-Champaign και Kyoto University που παρατήρησαν για πρώτη φορά στην ιστορία ένα σωματίδιο-φάντασμα που είχε προβλεφθεί από την θεωρία πριν από σχεδόν 70 χρόνια.

Η μελέτη των ερευνητών αφορούσε ένα υλικό (ρουθενικό στρόντιο - Sr2RuO4) που θα μπορούσε να ξεκλειδώσει τα μυστικά των υπεραγωγών, όμως αυτό που εντόπισαν ξεπέρασε τις προσδοκίες τους παρότι ήταν άσχετο με τον στόχο της έρευνας τους. Το συγκεκριμένο μέταλλο εξιτάρει την επιστημονική κοινότητα διότι εμφανίζει κάποιες ιδιότητες των υπεραγωγών όταν βρίσκονται σε υψηλή θερμοκρασία, αν και το ίδιο δεν χαρακτηρίζεται ως υπεραγωγός. Η ομάδα ευελπιστούσε ότι θα μπορούσε να βρει στοιχεία μελετώντας τις ηλεκτρονικές ιδιότητες του βομβαρδίζοντας το με ηλεκτρόνια και κατά την διάρκεια του πειράματος εντόπισαν ένα πλασμόνιο χωρίς μάζα ή φορτίο.

Όταν τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσα στη δομή στερεών υλικών αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και σχηματίζουν νέα σωματίδια με διαφορετικά χαρακτηριστικά, τα οποία είναι γνωστά ως οιονεί σωματίδια (quasiparticles). Μια μορφή quasiparticle ονομάζεται πλασμόνιο και συναντάται στις ταλαντώσεις του πλάσματος με διαφορετικό φορτίο και μάζα σε σχέση με τα ηλεκτρόνια που το συνθέτουν. Θεωρούνταν, ωστόσο, αδύνατο να παρατηρηθούν σε θερμοκρασία δωματίου διότι δεν υπάρχει αρκετή ενέργεια για να σχηματιστούν.

Το 1956, ο θεωρητικός Φυσικός David Pines είχε προβλέψει μια εξαίρεση στον παραπάνω κανόνα όπου τα ηλεκτρονία από διαφορετικές ενεργειακές στάθμες μπορούν να συνενωθούν εκτός φάσης για να σχηματίσουν πλασμόνια που δεν διαθέτουν μάζα ή φορτίο. Η έλλειψη μάζας και φορτίου θα καθιστούσε τον σχηματισμό τους εφικτό σε οποιαδήποτε ενεργειακή στάθμη και θερμοκρασία, αλλά μέχρι σήμερα δεν είχαν παρατηρηθεί στην πραγματικότητα.

Σύμφωνα με τον Ali Husain, εκ των συγγραφέων της μελέτης,

Αρχικά δεν είχαμε την παραμικρή ιδέα τι μπορεί να ήταν αυτό. Δεν συναντάς τέτοια σωματίδια έτσι απλά και μάλιστα στο δικό μας πείραμα εμφανίστηκε αρκετά νωρίς, γι’ αυτό το αντιμετωπίσαμε χαλαρά. Όσο προχωρούσε, όμως, το πείραμα και βάζαμε τα ευρήματα σε μια σειρά, αρχίσαμε να υποπτευόμαστε πως μάλλον είχαμε εντοπίσει ήδη το σωματίδιο - φάντασμα.

Ο Edwin Huang, επίσης εκ των συγγραφέων της μελέτης, συμπλήρωσε:

Η πρόβλεψη του Pines προαπαιτεί συγκεκριμένες συνθήκες και δεν υπήρχε κάποια ξεκάθαρη ένδειξη ότι το ρουθενικό στρόντιο κρύβει ένα τέτοιο σωματίδιο. Έπρεπε να πραγματοποιήσουμε μικροσκοπικές μετρήσεις για να ξεκαθαρίσουμε τι συμβαίνει και μέσα από αυτές παρατηρήσαμε ότι το σωματίδιο αποτελείται από δύο συστάδες ηλεκτρονίων διαφορετικής ενεργειακής στάθμης που ταλαντώνονται εκτός φάσης, όπως είχε προβλέψει ο Pines.

Η ανακάλυψη του συγκεκριμένου πλασμονίου μοιάζει με ψύλλο στ’ άχυρα, όμως οι ερευνητές εικάζουν πως αυτά τα σωματίδια ίσως παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο για τις ηλεκτρονικές ιδιότητες πολλών μετάλλων.

[via]

*Ακολουθήστε το Techgear.gr στο Google News για να ενημερώνεστε άμεσα για όλα τα νέα άρθρα!

Christos Elpidis

Το ταξίδι ξεκίνησε από έναν Atari ST 520 στα '80s για μια μακρά περίοδο καψίματος στο gaming με το Kick Off 2 (αν είχε eSports τότε θα ήμουν εκατομμυριούχος...) και τα κλασικά adventures. Μετά ήρθαν τα PCs, το Internet, τα MP3s, τα Mac, τα κινητά, τα smartphones και όλα τα μαραφέτια που ορίζουν την καθημερινότητα μας σήμερα.

Για όλα αυτά τα λέμε τα τελευταία 10+ χρόνια μέσα από το Techgear.gr! Θα με βρείτε σε Twitter, Instagram και φυσικά στη Darkpony Digital!

ΣΧΟΛΙΑΣΤΕ
ΣΧΟΛΙΑ
read more

JWST: Ανέλυσε την ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη TRAPPIST-1 b

27 Σεπτεμβρίου 2023 Christos Elpidis

Πίσω στο 2017, η NASA είχε ανακοινώσει πως ανακάλυψε ένα σύστημα 7 εξωπλανητών που κινούνται γύρω από τον κόκκινο νάνο TRAPPIST-1 σε απόσταση μόλις 40 ετών φωτός μακριά από το Ηλιακό Σύστημα μας. Το ...

OSIRIS-REx: Επέστρεψε με επιτυχία τα δείγματα από τον αστεροειδή Bennu

25 Σεπτεμβρίου 2023 Christos Elpidis

Με επιτυχία ολοκληρώθηκε η επιστροφή των δειγμάτων του αστεροειδούς Bennu στη Γη, καθώς η NASA κατάφερε να συλλέξει την κάψουλα που απελευθέρωσε το διαστημικό σκάφος OSIRIS-REx στην έρημο της Utah στις ΗΠΑ, την...

Ερευνητής UFO παρουσίασε στο Κογκρέσο δύο «μη ανθρώπινα» πτώματα

13 Σεπτεμβρίου 2023 Techgear Team

Ερευνητής που ασχολείται με την πιθανή ύπαρξη αγνώστου ζωής, παρουσίασε στο Κογκρέσο στο Μεξικό δύο "μη ανθρώπινα πτώματα", όπως ισχυρίστηκε. Συγκεκριμένα, ο Jaime Maussan που είναι γνωστή τηλεοπτική περσόνα ...

Ελεύθερος ο Κινέζος επιστήμονας που τροποποίησε γενετικά ανθρώπινα έμβρυα

12 Σεπτεμβρίου 2023 Christos Elpidis

Όσοι παρακολουθείτε την ειδησεογραφία που αφορά διάφορες επιστημονικές έρευνες ίσως θυμάστε ότι πριν από 7 χρόνια το Ηνωμένο Βασίλειο είχε δώσει την άδεια στους επιστήμονες να χρησιμοποιήσουν την μέθοδο ...

Sir Ian Wilmut: Απεβίωσε ο «πατέρας» της κλωνοποιημένης Dolly

12 Σεπτεμβρίου 2023 Christos Elpidis

Ένας από τους πρωτεργάτες του τομέα της Γενετικής, ο Sir Ian Wilmut, απεβίωσε σε ηλικία 79 ετών, όπως επιβεβαίωσε το University of Edinburgh. Ο Wilmut ήταν ο επικεφαλής της ομάδας που άφησε την παγκόσμια ...

Ερευνητές παρατήρησαν για πρώτη φορά την Κβαντική Υπερχημεία σε εργαστηριακές συνθήκες

09 Αυγούστου 2023 Christos Elpidis

Ερευνητές του University of Chicago παρατήρησαν για πρώτη φορά στην ιστορία ένα φαινόμενο που ονομάζεται «Κβαντική Υπερχημεία». Το συγκεκριμένο έχει προβλεφθεί από τη θεωρία εδώ και πολλά χρόνια ως καταλύτης ...

Ερευνητές δημιούργησαν μαγνητική κάμερα - χάπι για ενδοσκοπικές εξετάσεις

02 Αυγούστου 2023 Christos Elpidis

Ερευνητές του Πανεπιστημίου George Washington δημιούργησαν για πρώτη φορά μια μαγνητική κάμερα χάπι που μπορεί να "κινείται" μέσα στο σώμα. Ενώ έχουμε δει παρόμοια σχέδια να αξιοποιούνται στο παρελθόν, ...

NASA: Έχασε επαφή με το θρυλικό Voyager 2...κατά λάθος

02 Αυγούστου 2023 Christos Elpidis

Στις αρχές του περασμένου Μαΐου η NASA κατάφερε να παρατείνει ξανά την ζωή του θρυλικού Voyager 2 απενεργοποιώντας το σύστημα προστασίας των οργάνων του από τις αυξομειώσεις της τάσης, με αποτέλεσμα να κερδίσει...

Ερευνητές εντόπισαν παντοδύναμα T-κύτταρα σε ασθενείς που νίκησαν τον καρκίνο

26 Ιουλίου 2023 Techgear Team

Επιστήμονες ανακάλυψαν έναν άγνωστο μέχρι σήμερα τύπο ανοσοποιητικού κυττάρου που αναπτύσσεται σε ανθρώπους που καταπολεμούν με επιτυχία τον καρκίνο. Σε αντίθεση με άλλα Τ-κύτταρα, αυτά στοχεύουν ταυτόχρονα σε ...

Το James Webb Space Telescope εντόπισε υδρατμούς σε απόσταση 370 έτη φωτός

26 Ιουλίου 2023 Techgear Team

Νέες μετρήσεις του Mid-InfraRed Instrument (MIRI) του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb των NASA/ESA/CSA εντόπισαν υδρατμούς στον εσωτερικό δίσκο του συστήματος PDS 70, που βρίσκεται 370 έτη φωτός μακριά....

Loader
please wait
techgear_icon