علماء يكشفون عن مادة جديدة: بلورات زمنية

قام علماء الفيزياء مرارا وتكرارا بلف مجموعة من الأيونات لإنشاء أول مثال على مادة غير متوازنة.

بالنسبة لمعظم الناس، البلورات تعني الماس باهظ الثمن أو الأحجار شبه الكريمة أو حجارة أميشت الخشنة أو بلورات الكوارتز المحبوبة من قبل جامعيها.

إذا كان للبلورات تركيب ذري يتكرر في الفضاء مثل شعيرات الكربون في الماس، لماذا لا يمكن للبلورات أيضا أن يكون لها هيكل يتكرر مع الزمن؟ هل هذه هي البلورات الزمنية؟

في بحث نشر على الانترنت الأسبوع الماضي في دورية Physical Review Letters، وصف الأستاذ المساعد في الفيزياء بجامعة كاليفورنيا ببيركلي بالضبط كيفية عمل وقياس خصائص البلورة الزمنية ووصل إلى حد التنبؤ بكيفية تكون الأطوار المختلفة المحيطة بالبلورة الزمنية – تلك المماثلة لأطوار السائل والغاز للجليد.

هذه ليست مجرد تكهنات، فقد قامت مجموعتان مختلفتان بمتابعة المخطط الأصلي للباحث الرئيسي وبالفعل قامت بعمل بلورات زمنية للمرة الأولى على الإطلاق. أفادت المجموعتان وهما من جامعة ميريلاند وهارفارد بنجاح تجربتهم، وذلك باستخدام أجهزة مختلفة تماما.

قال نورمان  ياو الفيزيائي مبتكر البلورات الزمنية أنها تتكرر مع الوقت لأنها تنطلق بشكل دوري، مثل النقر على الهلام مرارا وتكرارا لحمله على الاهتزاز. النجاح الكبير، كما يقول، ليس في النمط التكراري الذي تتبعه هذه البلورات مع الوقت ولكن في أنها أول مادة من هذه الفئة الكبيرة من المواد الجديدة التي هي في جوهرها غير متوازنة وغير قادرة على الاستقرار لتصل إلى حالة التوازن بلا حراك، على سبيل المثال، الماس أو الياقوت.

أضاف ياو: “هذه مرحلة جديدة من المواد ولكنها أيضا مثيرة للاهتمام حقا لأنها واحدة من الأمثلة الأولى لمادة غير متوازنة”. “على مدى آخر نصف قرن مضي، كنا نعمل على استكشاف المواد المتوازنة مثل المعادن والمواد العازلة أما الآن فنحن بصدد البدأ في استكشاف فرع جديد كليا من مواد غير متوازنة.”

ختم ياو حديثة بأنه من الصعب حاليا وضع تصور لاستخدام البلورة الزمنية، لكن أطوار أخرى مقترحة من المواد غير المتوازنة تحمل آمالا للمستقبل ويمكن أن تكون مفيدة في أجهزة الكمبيوتر التي تعمل بنظرية الكم.

https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170126120502.htm