یه خبر خیلی باحال و علمی براتون دارم! محقق‌ها به تازگی توی یه نوع ماده عجیب به اسم فلزات کاگومه (Kagome metals — یعنی فلزهایی که ساختارشون از مثلث‌های به‌هم‌چسبیده درست شده، یه جور شبکه دو بُعدی خیلی خوشگل و خاص)، اتفاقی افتاده که می‌تونه آیندهٔ علم و تکنولوژی رو تکون بده.
ماجرا درباره کشف یه چیزی به اسم «باندهای صاف» (Flat Bands) توی همین مواد کاگومه هست. حالا باند الکترونی یعنی چی؟! خیلی ساده بخوام توضیح بدم، الکترون‌ها توی این مواد یه جورایی انگار روی موج وایسادن و اون موج‌ها می‌تونن خاصیت‌هایی عجیب خلق کنن. توی کاگومه‌ها معمولاً این باندهای صاف زیاد تو معرکه نیستن و کار خاصی نمی‌کنن، چون خیلی از سطح انرژی فعال دورن. ولی الان داستان فرق کرده!
تیم تحقیقاتی دانشگاه رایس (Rice University) به رهبری چندتا دانشمند مثل پنگ‌چنگ دای، مینگ یی و کیمایو سی (و همکاری با مرکز تحقیقات پرتو سینکروترون تایوان) تمرکز کردن روی یه ماده خاص به اسم CsCr₃Sb₅. تو این ماده، باندهای صاف عملاً تو بازی ابررسانایی و خواص مغناطیسی شرکت دارن. دارم درباره همون ابررسانایی (Superconductivity — یعنی حالتی که برق بدون هیچ مقاومتی عبور می‌کنه) حرف می‌زنم که برا آیندهٔ کامپیوترهای کوانتومی و وسایل پیشرفته خیلی مهمه.
یه نکته خفن اینه که این دانشمندها تونستن کریستال‌هایی از این ماده بسازن که نسبت به آزمایش‌های قبلی صد برابر بزرگ‌تر و خالص‌تره! همین باعث شد بتونن با ابزارهای مدرن مثل ARPES (یه جور تکنیک تصویربرداری از رفتار الکترون‌ها با نور قوی سینکروترون) و RIXS (بررسی حالت‌های مغناطیسی با تابش اشعه ایکس) دقیقاً ببینن که این باندهای صاف توی رفتار ماده نقش دارن یا نه. نتیجه؟ آره! این باندها کلی داستان دارن، فعالانه تو تغییر خواص مغناطیسی و الکترونیکی ماده دست دارن.
حتی مدل‌سازی‌ها و شبیه‌سازی‌های تئوری هم نشون داد که این ساختار کاگومه چقدر می‌تونه رفتار الکترون‌ها رو کنترل کنه و باعث شکل گرفتن ویژگی‌های عجیب و فوق‌العاده بشه. در واقع، ثابت شد فقط روی کاغذ نیست و دنیای واقعی هم دقیقاً همین‌جوریه!
این خبر، علاوه بر جذاب بودنش، راه رو برای ساخت ابررساناهای پیشرفته‌تر و شاید حتی تکمیل نسل جدید کامپیوترهای کوانتومی باز می‌کنه. کوانتوم یعنی دنیای ذرات خیلی ریز که توش قوانین فیزیک معمولی دیگه جواب نمی‌ده و کلی رفتار عجیب غریب داریم. میشه با کنترل این باندهای صاف با روش‌های شیمیایی یا تغییر ساختار، مواد خاص‌تر و هوشمندتری ساخت.
خلاصه اگر دنبال اخبار علمیِ هیجان‌انگیز می‌گردی، این یکی از اون داستان‌هاییه که شاید بعدها کلی تیتر درباره انقلاب کامپیوترها یا الکترونیک از دلش دربیاد!
منبع: +
