مرحلة الفجوة الكاذبة وأهميتها
كشف فريق بحثي حديث عن نمط مغناطيسي خفي داخل ما تعرفه مرحلة الفجوة الكاذبة، وهي مرحلة غامضة تظهر مباشرة فوق درجة الانتقال إلى الموصلية الفائقة في بعض المواد الكمية.
المحاكاة باستخدام ذرات فائقة البرودة
نفّذ الفريق تجربة محاكاة كمّية تعتمد على نموذج فيرمي-هابارد باستخدام ذرات ليثيوم مبردة، ووُضعت في شبكة بلورية أنشأها ضوء الليزر تحاكي حركة الإلكترونات وتفاعلاتها داخل المواد الكمية الحقيقية.
التصوير والنتائج المغناطيسية
التقط المجهر الغازي الكمي أكثر من 35 ألف صورة لذرات فردية، ما أتاح قياس اتجاه اللف المغزلي لكل ذرة بدقة عالية، وأظهرت النتائج نمطاً موحداً من الترابط بين اللفّات المغزلية مع تبريد الشبكة حتى وصولها إلى لحظة ظهور مرحلة الفجوة الكاذبة.
ترتيب مغناطيسي دون وجود إلكترونات
وعند هذه النقطة أظهر النظام ظهور ترتيب مغناطيسي مضاد للتوازي رغم غياب الإلكترونات عن المادة، وهو ما يعرف علمياً باسم التطعيم أو الإضافة (Doping).
تأويل وتداعيات
يرى الباحثون أن هذه النتيجة تشير إلى أن المغناطيسية قد تلعب دوراً أعمق في نشوء الموصلية الفائقة مما كان يُظن، ما يمهّد لفهم أقوى لآلياتها وربما إلى مواد توفر موصلية فائقة عند درجات حرارة أعلى.
تشابهات مع مغناطيسات جليد اللفّ المغزلي
تشير النتائج إلى تشابه مع ظواهر غريبة لوحظت في ما يُعرف بمغناطيسات جليد اللفّ المغزلي، حيث تتكوّن بنية رباعية من الذرات المغناطيسية وتبقى دون ترتيب تقليدي بسبب ما يعرف بالإحباط المغناطيسي.
أقطاب مغناطيسية منفردة
في مثل هذه المواد، يتبيّن أن قلب اتجاه اللفّ المغزلي قد يؤدي إلى ظهور أزواج من العيوب تمثل القطبين الشمالي والجنوبي للمغناطيس، وهو ما رُصد فعلياً في تجارب تعتمد على تشتت النيوترونات، ما يعزز فكرة المغناطيسية غير التقليدية كعامل رئيسي في الموصلية الفائقة.
خطوة نحو حل لغز الموصلية الفائقة
تمثل هذه النتائج خطوة جديدة نحو ربط المغناطيسية الكمية بالموصلية الفائقة، ومع تقدم تقنيات المحاكاة الكمية يطمح الباحثون إلى فهم أعمق للآليات الأساسية وربما إطلاق ثورة في مجالات الطاقة والنقل والإلكترونيات.
