ملخصات الأبحاث

تأثير آينشتاين-دي هاس فائق السرعة

.C. Dornes et al

  • Published online:

رُصد تأثير آينشتاين-دي هاس لأول مرة في تجربة فارقة أثبتت أن الزخم الزاوي المصاحب للحركات المغزلية المُصْطَفّة للإلكترونات في مغناطيس عالي النفاذية المغناطيسية يمكن تحويله إلى زخم زاوي ميكانيكي، عن طريق عكس اتجاه المغنطة باستخدام مجال مغناطيسي خارجي. وثمة مشكلة مصاحِبة تتعلق بالنطاق الزمني لهذا التحوُّل في الزخم الزاوي. لقد أثبتت التجارب أن الاستثارة الفوتونية الشديدة في عدة مغناطيسات معدنية عالية النفاذية المغناطيسية تؤدي إلى انخفاض في المغنطة في نطاق زمني أقصر من 100 فيمتو ثانية، وهي ظاهرة يُطلق عليها "الزوال فائق السرعة للمغنطة". وعلى الرغم من أن الآلية المجهرية لهذه العملية شهدت نقاشات محتدمة، إلا أنّ سؤالًا جوهريًّا ما زال بلا إجابة: أين يذهب الزخم الزاوي في هذه النطاقات الزمنية المُقاسة بالفيمتو ثانية؟

في البحث المنشور، يستخدم الباحثون حيود الأشعة السينية المفصول زمنيًّا بفواصل مُقاسَة بالفيمتو ثانية؛ لتوضيح أن معظم الزخم الزاوي المفقود من نظام الحركة المغزلية، عند إزالة مغنطة الحديد عالي النفاذية المغناطيسية بالحث الليزري، ينتقل إلى الشبيكة في نطاقات زمنية أقل من البيكو ثانية، مطلِقًا موجة انفعال مستعرَضة، تنتشر من السطح إلى داخل الكتلة. وعن طريق ملاءمة نموذج بسيط لبيانات الأشعة السينية مع عمليات المحاكاة والبيانات الضوئية، يقدِّر الباحثون أن انتقال الزخم الزاوي يحدث في نطاق زمني، قدره 200 فيمتو ثانية، ويكافئ 80 في المئة من الزخم الزاوي المفقود من نظام الحركة المغزلية. وتوضح النتائج التي توصَّل إليها الباحثون أن التفاعل مع الشبيكة يلعب دورًا أساسيًّا في عملية الزوال فائق السرعة للمغنطة في هذا النظام.