אפקט חשמלי מגנטו-כימי שהוכח לראשונה במבדקים טופולוגיים

SCP-261 Pan-dimensional Vending Machine | Safe class | Food / drink / appliance scp (יולי 2019).

Anonim

"אפקט חשמלי מגנטו-כימי" הוכח בפעם הראשונה ב insulators טופולוגי ב TU וינה, אשר מוגדר לפתוח שיטות מדידה מדויקות חדשות.

גל קל שנשלח בחלל ריק תמיד מתנדנד באותו כיוון. עם זאת, חומרים מסוימים ניתן להשתמש כדי לסובב את הכיוון שבו האור מתנדנד כאשר הניח בשדה מגנטי. תופעה זו ידועה כ"אפקט מגנטו-אופטי ".

לאחר הרבה ספקולציות פורש תקופה ארוכה של זמן, גרסה אחת של סוג זה של אפקט יש עכשיו הוכח ב TU וינה בפעם הראשונה. במקום לשנות את כיוון גל האור ללא הרף, חומרים מיוחדים הנקראים 'מבדדים טופולוגיים' עושים זאת בצעדים קוונטיים במנות מוגדרות בבירור. היקף הצעדים הקוונטיים הללו תלוי אך ורק בפרמטרים פיזיים בסיסיים, כגון קבוע המבנה הקנס. ייתכן שבקרוב ניתן למדוד את הקבוע הזה אפילו ביתר דיוק באמצעות טכניקות אופטיות מאשר כיום אפשרי בשיטות אחרות. הממצאים האחרונים נחשפו כעת בגיליון הפתוח " Nature Communications".

בידוד טופולוגי

"אנחנו עובדים על חומרים שיכולים לשנות את כיוון תנודה של האור במשך זמן מה עכשיו", מסביר פרופ 'אנדריי Pimenov מהמכון של פיזיקה מדינת מוצק ב TU וינה. ככלל, ההשפעה תלויה כמה עבה החומר: ככל שהמרחק גדול יותר על ידי האור בחומר, כך זווית הסיבוב גדולה יותר. עם זאת, זה לא המקרה לחומרים כי צוות של Pimenov יש כעת נחקר יותר מקרוב בסיוע של קבוצת מחקר מווירצבורג. המיקוד שלהם היה על "מבודדים טופולוגי, אשר הפרמטר המכריע הוא פני השטח ולא עובי.

מבודדים מבפנים, חשמל בדרך כלל ניתן לנהל בצורה יעילה מאוד על פני השטח של מבודדים טופולוגי. "גם כאשר שולחים קרינה דרך מבודדים טופולוגי, השטח הוא מה שעושה את כל ההבדל", אומר Pimenov. כאשר האור מתפשט בחומר זה, כיוון תנודה של קרן הופך על פני השטח של החומר פעמיים - פעם אחת כאשר הוא נכנס ושוב כאשר הוא יוצא.

מה שמדהים כאן הוא שהסיבוב הזה מתרחש בחלקים מסוימים, בצעדים קוונטיים, במקום להיות רציף. המרווח בין נקודות אלה אינו נקבע על ידי הגיאומטריה או על ידי תכונות של החומר, והוא מוגדר רק על ידי קבועים טבעיים היסוד. לדוגמה, ניתן להגדיר אותם על בסיס קבוע המבנה הקנס, המשמש לתיאור עוצמת האינטראקציה האלקטרומגנטית. זה יכול לפתוח את האפשרות של מדידת קבועים טבעיים עם דיוק יותר מאשר בעבר היה ואף עשוי להוביל טכניקות מדידה חדשים להיות מזוהה.

הגדלת דיוק המדידה באמצעות חומרים מיוחדים

המצב דומה לאפקט הול הקוונטי, שהוא תופעה קוונטית נוספת שנצפתה בחומרים מסוימים, ובמקרה מסוים משתנה מסוים (כאן התנגדות חשמלית) יכול לעלות רק בכמויות מסוימות. האפקט הול הקוונטים משמש כיום למדידות דיוק גבוהה, עם ההגדרה הסטנדרטית הרשמי של התנגדות חשמלית להיות מבוסס על זה. חזרה בשנת 1985, פרס נובל בפיזיקה הוענק על גילוי של האולם הקוונטי אפקט.

חומרים טופולוגיים כבר גם היה הנושא של ניצחון פרס נובל - הפעם בשנת 2016. זה צפוי כי התוצאות האחרונות גם יאפשר חומרים עם תכונות טופולוגיות מיוחדות (במקרה זה מבודדים טופולוגי) לשמש טכניים ספציפיים יישומים.

menu
menu