Sr2RuO4

حقق علماء الفيزياء الذين يدرسون مادة السترونتيوم روثينات الغريبة (Sr2RuO4) تقدمًا كبيرًا من خلال اكتشاف ظاهرة كمومية تم التنبؤ بها منذ عقود ، وهذه الظاهرة ، المعروفة باسم شيطان باينز ، تنبأ بها الفيزيائي ديفيد باينز لأول مرة في عام 1956 ، ومع ذلك ، لم يتم رصدها من قبل في معدن ثلاثي الأبعاد.

وشيطان الصنوبر هو نوع من مأكل الطحالب ، وهو إثارة جماعية للإلكترونات ، وغالبًا ما توصف البلازمونات بأنها المكافئ الكمي للموجات الصوتية في الغازات الكلاسيكية ، وعندما تنتشر الموجة الصوتية من خلال مجموعة من الجسيمات ، فإنها تفقد الطاقة تدريجياً وتتبدد ، ومع ذلك ، تتصرف البلازمونات بشكل مختلف مثل "الأصوات" الكمومية.

ويمكنهم السفر لمسافات طويلة دون فقدان الطاقة ، ويمكن حتى أن ينعكسوا على الأسطح ، ويُعتقد أن شيطان باينز يلعب دورًا في عدد من الظواهر المهمة ، مثل الموصلية الفائقة والعوازل الطوبولوجية ، ومع ذلك ، كان دورها الدقيق لغزا حتى الآن ، ويعد اكتشاف شيطان باينز في السترونتيوم روثينات خطوة كبيرة إلى الأمام في فهم هذه الظاهرة وآثارها على فيزياء المواد.

وتم الاكتشاف بواسطة فريق من علماء الفيزياء بقيادة علي حسين في جامعة كولومبيا البريطانية ، وكان حسين وفريقه يدرسون روثينات السترونشيوم باستخدام التحليل الطيفي الإلكتروني عندما اكتشفوا شبه جسيم جديد ، ولم يتطابق هذا الجسيم شبه مع أي أنواع معروفة وله خصائص غريبة ، وحدد التحليل الإضافي أنه شيطان باينز ، وتم تكرار الاكتشاف بنجاح.

ويعد اكتشاف شيطان باينز في السترونتيوم روثينات اختراقًا كبيرًا في فيزياء المواد ، وهو يفتح طرقًا جديدة للبحث في هذه الظاهرة المهمة وآثارها على الموصلية الفائقة والعوازل الطوبولوجية ، كما أنها شهادة على قوة الفيزياء في تحقيق اكتشافات جديدة ، حتى في المواد التي تمت دراستها لعقود.

خصائص شيطان باينز

شيطان الصنوبر هو نوع من مأكل الطحالب يتميز بطول موجته الطويل وطاقته المنخفضة ، وهذا يجعلها مختلفة عن البلازمونات الأخرى ، والتي عادة ما تكون ذات طول موجي قصير وذات طاقة عالية ، ويسمح الطول الموجي الطويل لشيطان باينز بالسفر لمسافات طويلة دون فقدان الطاقة ، كما أن الطاقة المنخفضة لشيطان باينز تجعله مستقرًا نسبيًا.

ويمتلك شيطان باينز أيضًا خاصية غريبة تسمى "الانتشار غير المتبقي" ، وهذا يعني أن شيطان باينز لا يفقد الطاقة أثناء انتقاله عبر المادة ، وهذا على عكس البلازمونات الأخرى ، التي تفقد الطاقة أثناء انتقالها عبر مادة ، ويُعتقد أن التكاثر غير القابل للتشتت لشيطان باينز يرجع إلى طوله الموجي الطويل وطاقته المنخفضة.