ملخصات الأبحاث

صلابة فائقة ثنائية الأبعاد في غاز كَمِّي ثنائي القطب

.M. Norcia et al

  • Published online:

تجمع الحالات فائقة الصلابة بين خصائص عادةً ما تُنسَب إلى المواد الصلبة، وأخرى عادة ما تتَّصف بها الموائع الفائقة. فهذه الحالات – شأنها شأن المواد الصلبة – تتَّسم بترتيب بلّوري يظهر في صورة تعديل دوري لكثافة الجسيمات، غير أنها، على خلاف المواد الصلبة المعتادة، لديها بعض خصائص الموائع الفائقة، الناتجة عن وجود الجسيمات المتماسكة في حالةٍ من عدم التموضُع عبر النظام كله.

في بادئ الأمر، تصوَّر العلماء تحقُّق هذه الحالات في كُتَلٍ من الهيليوم الصلب، ليقدموا بذلك إجابةً محتمَلة عن هذا السؤال: هل يمكن أن تتسم مادة صلبة بخصائص الموائع الفائقة؟ والحقُّ أنَّ الصلابة الفائقة لم تُرصَد في حالة الهيليوم الصلب (بالرغم من الجهد الهائل الذي بُذل في سبيل ذلك)، إلا أن الغازات الذَّرية شديدة البرودة توفر نهجًا بديلًا، إذ تتيح رصد المواد فائقة الصلابة ودراستها باستخدام ذرات ثنائية القطب. ومع ذلك، فخلافًا للظواهر التي تصوَّر العلماء تحقُّقها في غاز الهيليوم، لم تُبدِ هذه الأنظمة الغازية حتى الآن صلابة فائقة إلا في اتجاه واحد فقط.

وفي هذا البحث المنشور، يبيِّن الباحثون إمكانية توسيع نطاق هذه الخصائص، لتشمل بُعدين اثنين، وذلك عن طريق تحضير غاز كَمّي فائق الصلابة من ذرات الديسبروسيوم على جانبَي تحوُّل طَوري بنيوي مشابه لتلك التحولات التي تحدث في السلاسل الأيونية والأسلاك الكمية، ونظريًّا في سلاسل الجسيمات المفردة ثنائية القطب. من شأن هذا الاكتشاف أن يتيح إمكانية دراسة بعض خصائص الإثارة الغنية، بما في ذلك خاصية تشكيل الدوامات، وبعض أطوار الحالة المستقرة ذات البِنْية الهندسية المتباينة في نظام عالي المرونة، ويُمكن التحكم فيه.