بیا با هم یه داستان خفن از دنیای عجیب فیزیک رو مرور کنیم! محققای دانشگاه کنستانس آلمان یه کاری کردن که حسابی همه رو شوکه کرده: اونا تونستن خیلی ساده و فقط با استفاده از نور (بله، فقط با کمی لیزر بازی!) خواص یک ماده رو تغییر بدن — اونم بدون اینکه لازم باشه دماش رو تا منفی ۴۵۴ درجه فارنهایت پایین بیارن!
حالا داستان از کجا شروع شد؟ از یه جور شبهذره به اسم «مگنون» (Magnon). این مگنونها مثل ذرههای واقعی نیستن، بلکه نوعی اُوجگیری جمعی برای چرخش الکترونهای تو مواد مغناطیسیان. یعنی تو مواد مغناطیسی، الکترونها درست مثل قطبنما داشتن یک جهت مشخص پیدا میکنن و مگنونها مثل موج کوچیکی هستن که میچرخه و باعث میشه این چرخشها کم و زیاد بشن. همین مگنونها میتونن واسه انتقال اطلاعات تو آینده حسابی اسم در کنن، چون اگر بتونیم اونارو کنترل کنیم، میتونیم اطلاعات رو تو سرعتهای خیلی بالا (مثلاً تو محدوده تراهرتز – یعنی یه عالمه برابر سرعت اینترنت خونگیت!) جابجا کنیم.
تا همین چند وقت پیش دانشمندا فکر میکردن فقط میشه این مگنونها رو تو پایینترین فرکانسها فعال کرد. ولی گروهی به سرپرستی داویده بوسینی اومدن و با نور لیزری تونستن «جفتهای مگنونی» رو تو بالاترین فرکانس مغناطیسیشون فعال کنن! جفتهای مگنونی یعنی وقتی دو تا موج مگنونی با هم قاطی میشن و یه جور رفتار جمعی نشون میدن که قبلاً پیشبینی نشده بود.
بوسینی توی توضیحاتش گفت هر مادهای مجموعهای از فرکانسهای خاص خودش رو داره — یکی الکتروناش میلرزن، یکی شبکهش میلرزه، یکی خاصیت مغناطیسیش بالا پایین میشه. دقیقاً همین کار روی ماده باعث شد خاصیت مغناطیسیش عوض شه! خودش گفت: « prاکنون مادهمون شد یه چیز دیگه و واسه یه مدت کوتاه یه هویت جدید مغناطیسی پیدا کرد»!
هیجانانگیزتر اینکه این اتفاق تو دمای اتاق افتاد. چون معمولاً واسه فعال کردن خاصیتهای کوانتومی باید مواد رو تا دماهای وحشتناک پایین (مثلاً نزدیک صفر مطلق — همون منفی ۴۵۴ درجه فارنهایت) سرد کنیم. ولی اینا تونستن با نور تو دمای معمولی خواص کوانتومی رو فعال کنن!
تازه دور از انتظار هم بود؛ هیچ تئوریای قبلاً پیشبینی نکرده بود همچین چیزی ممکنه. همیشه فکر میکردیم فقط دما عامل تغییره، ولی اینبار نور این تغییر رو به وجود آورد.
نکته جالبتر اینجاست که براش از «هماتیت» (Hematite) استفاده کردن — همون سنگ آهن معمولیای که سالهاست تو دنیا کلی استفاده داره و جزو مواد کمیاب و گرونقیمت نیستش. یعنی لازم نیست دنبال مواد عجیب و کمیاب بگردیم؛ با همین سنگ آهن میشه کارای خفن کرد!
هدف بعدیشون اینه که بتونن با این روش و همین سنگ آهن ساده، یه جور ماده به اسم «چگاله بوز-اینشتینیِ مگنونی» بسازن (Bose-Einstein Condensate یعنی: یه وضعیتی که ذرهها انقدر بهم نزدیک میشن که همهشون مثل یه ذرهی بزرگ رفتار میکنن و حسابی خاصیتهای کوانتومی عجیبی دارن — معمولاً فقط تو دماهای نزدیک به صفر مطلق ساخته میشه و برای کوانتوم کامپیوترها خیلی مهمه).
این کشف باعث میشه ساختن سیستمهایی که به ویژگیهای کوانتومی نیاز دارن (مثل هوش مصنوعیهای پیشرفته یا کامپیوترهای کوانتومی)، راحتتر و عملیتر بشه. دیگه نیازی نیست حتماً دستگاههای عظیم خنککننده و تجهیزات عجیب داشته باشیم.
خلاصه، به نظر میاد دنیای آینده با «جادوی نور و مگنون» کلی دستخوش تغییر بشه! خبر این کشف هم تو مجله Science منتشر شده و هنوز همه دانشمندا دارن روش بحث میکنن.
اگه به دنیای کوانتوم و تکنولوژیهای آینده علاقه داری، قطعاً این یکی از اون خبرای باحاله که نباید ازش رد بشی!
منبع: +
