Elektronlar da parçalanabilir… (mi ? ) ( New bizarre state of matter may split fundamental particles..!)

electroexcitation-of-spin-liquid

“Kitaev  quantum spin liquid”  görüntüsü.

(Kaynak: Genevieve Martin, Oak Ridge National Laboratory/livescience.com)

“Livescience.com”da  6 Nisan  2016  tarihinde  yayımlanan  bir  habere  göre, Bilim İnsanları, laboratuvarda  yarattıkları  ve   “Kitaev quantum spin liquid”  olarak  adlandırdıkları yeni  bir  madde  durumunda, elektronları  parçalayan (split) yeni  “yalancı-parçacık” (quasiparçacık) yarattılar…!

Elektronlar,  bugüne  kadar, daha  alt  parçacıkları  mevcut  olmayan (daha  alt  parçacıklarına  bölünemeyen)  atom-altı  parçacıklar  olarak  bilinmekteydi…

“Oak Ridge National Laboratory”deki (Tennessee, ABD)  araştırmacılar, maddenin  daha  önce  öne  sürülen,  ancak, deneysel  olarak  gösterilemeyen  bu  yeni durumunun, (state), ekzotik  bir  malzemedeki  elektron spinlerinin  belirli  bir  şekilde  etkileştiği  “kuantum  dansı” (quantum  dance)  durumuna  geçtiği  hallerde  ortaya  çıktığını söylüyor…

Bilim  İnsanlarına  göre,  bu  yeni  keşif  daha  kaliteli  kuantum  bilgisayarlarının geliştirilmesini  sağlayabilir…

Bilim  insamları, bazı  özel  şartlar  altında,  maddenin çok  daha  alışılmadık  durumlarının  ortaya  çıkabileceği  görüşünde…

Bu  durumlardan  biri  olan “quantum spin liquid” madde  durumunu, kısaca, elektronların acayip  etkiler  doğuracak  şekilde etkileşebileceğini, fizikçiler ,  40  yıl  kadar  önce  ileri sürmüştü…

Elektronların,  spin  adı  verilen  ve  bir  çubuk  mıknatıs  gibi  davranarak, belirli  bir  yönde  veya  aksi  yönde  konumlanabildikleri uzun  zamandır  biliniyor… Eğer  bu  küçük  mıknatıslar  belirli  bir  yönde konumlanırsa, bu  malzemeye  ferromanyetik  adı  verilmiştir… Değişen  spin  özelliğine  sahip  maddeye “anti-ferromanyetik”, düzensiz  spin  durumundaki  maddeye  ise “paramanyetik”  adı  verilmiştir…

Birçok  malzeme  soğurken bu  çubuk  mıknatıslarda  hizalanma  eğilimi belirir… Fakat,  bir  “kuantum  spin  sıvısı”nda  (quantum spin  liquid )  bu  çubuk  mıknatıslar  birbiri  ile iletişerek, diğerinin  alacağı  spin  durumunu  etkiler; ancak,  malzeme  ne  kadar  soğursa  soğusun dağınık (disarray)  kalır…

“Kuantum spin  sıvısı”, elle tutulabilecek  şekilde,   katı  gibi  görünebilir…  Ancak, içindeki  atomları  dış  halkalarındaki  elektronları görebilecek  şekilde, bir  mikroskopla bakmak  mümkün  olsa,  malzeme  içindeki  elektronların (dalgalar  oluşturan, ancak,  bir  arada  tutulamayan) düzensiz  etkileşim  karakteri  gösterdikleri  görülecektir…

On  yıl  kadar  önce, fizikçi Alexei  Kitaev, kuantum  spin sıvısının elektronların, uzun  zamandır ileri  sürülen  ve  kendisinin  anti-parçacığı gibi  hareket  eden,  “Majorana fermion”larına parçalandığını  ileri  sürmüştü… Eğer  bu  yeni  madde  durumu  mevcutsa, bunun  gerçekten  acayip etkileri  mevcut  olabilecekti… Proton  ve  nötronların daha  küçük  parçacıklar olan  kuarklardan  oluştuğu  dikkate  alındığında, elektronların spini  ve  elektrik  yükü mevcut  olan,  bölünemez  parçacıklar  olduğu düşünülüyordu…

Bu  durumda, elektronlar gerçekten  parçalanmasa  da, bunların  spin  etkileri parçalanmış  bir  görüntü  vermelerine  sebep  olur… Bu  sebeple, bu  malzeme  durumunda, Majarona  fermiyonları “hayalet  parçacıklar” (quasifermions)  olarak  adlandırılır…

Banerjee  ve  araştırma  grubu  arkadaşları Kitaev’in  ileri  sürdüğü durumun  gerçek  hayatta gerçekleşebildiğini   göstermiş  oldu…!  “Alpha ruthenium chloride”  adı  verilen madde  kırıntılarına baktıklarında, atomların bal peteği  paterninde, iki-boyutlu levhalar  halinde  dizildiklerini  gözlediler…” Dış  yörüngesinde  tek  elektron  bulunan “ruthenium”  atomu elektronlar  arasında  gerekli etkileşimleri üretebilecek tipte  kuantum  dalgalanmalarına  yatkın bir  malzemeydi… Araştırma  ekibi,  daha  sonraki  aşamada, bu  malzemeyi  nötron  bombardımanına  tabi  tuttu… Elektonların  etkilenen  spinleri  sebebiyle, kuantum seviyesinde bir  çeşit  “sıçratma” (splash)  yaratıldı… Daha  sonra, nötronların malzemeden sekme  paternini  incelediler… Saçılan  nötron  paternine  bağlı  olarak, malzemenin elektronlarının “Majorana fermion”  çiftleri  oluşturduğunu  belirlediler…! Bir  grup elektronun  “dans”  etmeye  başlaması onların küçük  parçalara  bölündüğü  izlenimi  verdi…

Araştırmacılara  göre, alışıldık  kuantum  spininden  oldukça  farklı  görünen  bu  acayip  titreşimler (ripple) ancak “alışıldık   bir  “kuantum spin  sıvısı”ndan  beklenebilirdi…  Fazla  olarak, titreşimler Majarona  fermiyonların karakteristik imzasına (signature) sahipti  ve küçük  sıcaklık  değişikliklerine  maruz  kalsalar  bile mevcuttular…!

 Yararlanılan Kaynaklar:

http://www.livescience.com/54323-quantum-spin-liquid-discovered.html

 

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s