به گزارش خبرگزاری مهر، در حدود یک قرن قبل "کامرلینگ وانز"، فیزیکدان هلندی کشف کرد که برخی از فلزات وقتی در دمای نزدیک به صفر سرد می شوند می توانند رسانای برق شوند. درحقیقت این دانشمند کشف کرد، جریان الکترونهای این فلزات می توانند در حد بی نهایت حرکت کنند. در این روش الکترونها برای بروز یک رفتار مشابه که تا سال 1957 (50 سال قبل) ناشناخته بود، خود را دوباره سازماندهی می کنند.
در سال 1957 هنگامی که فیزیکدانهای تئوریسن به نامهای "جان باردن"، لئون کوپر" و "رابرت شریفر" تئوری نیمه رسانایی خود را با عنوان BCS (مخفف حروف آغازین اسامی این دانشمندان) مطرح کردند، مکانیزم حرکت این الکترونها شناسایی شد.
این مدل تئوریک نشان می دهد که الکترونهای ابر هادی، زوجهایی را که به زوجهای "کوپر" معروف است، شکل می دهند. این زوجها با دیگر زوج الکترونها در یک جریان بی پایان حرکت می کنند.
اکنون در پنجاهمین سالروز ارائه تئوری BCS، گروهی از فیزیکدانان دانشگاه بروان که نتایج تحقیقات خود را در مجله ساینس منتشر کرده اند، نشان دادند که زوج الکترونهای کوپر تنها در ابر هادیها شکل نمی گیرند، بلکه می توانند در مواد عایق یعنی غیر رسانا هم تشکیل شوند.
در این خصوص جیمز ولاس، سرپرست این تیم تحقیقاتی اظهار داشت: "نتایجی که ما بدست آوردیم کمی غیر منتظره بود. درواقع ما مشاهده کردیم که زوج الکترون های کوپر نه تنها مسئول هدایت الکتریسیته بدون مقاومت هستند، بلکه همچنین می توانند مسئول حرکت با جریان الکتریسیته هم باشند."
این دانشمندان از بیسموت که یک فلز نادر با ویژگی های استثنائی است در این آزمایش استفاده کردند. بیسموت هنگامی که ضخیم می شود همانند یک ابر هادی بسیار عالی رفتار می کند و هنگامی که باریک می شود، رفتارهای یک عایق غیر رسانا را بروز می دهد.
این دانشمندان با استفاده از بیسموت ابزاری ساختند که حفره هایی به قطر 50 نانومتر داشت. وقتی این ماده همانند یک عایق رفتار می کرد، محققان یک میدان مغناطیسی را در اطراف این ابزار ایجاد کردند. در این آزمایش مشاهده شد که در جریان الکتریکی این ماده تغییراتی به ثبت رسید که حضور زوج الکترون های کوپر را نشان می داد.
نظر شما