ما هي مرحلة الفجوة الكاذبة ولماذا تُعد محورية؟
أظهرت النتائج أن مرحلة الفجوة الكاذبة من أكثر المراحل غموضًا في المواد فائقة التوصيل، فتظهر حين تفقد المادة بعض خصائصها الإلكترونية قبل الدخول في الحالة الفائقة التوصيل بشكل كامل. وتُعد فهم هذه المرحلة مفتاحًا رئيسيًا لتفسير كيفية نشوء الموصلية الفائقة، خصوصًا في المواد التي تعمل عند درجات حرارة أعلى من المعتاد.
محاكاة بنظام فيرمي-هابارد عبر ذرات الليثيوم فائقة التبريد
نفّذ الفريق تجربة محاكاة كمّية تعتمد على نموذج فيرمي–هابارد باستخدام ذرات ليثيوم فائقة التبريد داخل شبكة بلورية من ضوء الليزر لتُحاكي حركة الإلكترونات وتفاعلاتها داخل المواد الواقعية.
مجهر غازي كمّي يرصد أكثر من 35 ألف صورة
التقط الفريق أكثر من 35 ألف صورة لذرات فردية باستخدام مجهر الغاز الكمّي، ما سمح بقياس اتجاه اللف المغزلي لكل ذرة بدقة عالية. وأظهرت النتائج وجود نمط موحّد من الترابط بين اللفّات المغزلية مع تبريد الشبكة الذرية، وهو النمط المرتبط بظهور مرحلة الفجوة الكاذبة.
ترتيب مغناطيسي يظهر دون وجود إلكترونات
اكتشف الفريق عند هذه النقطة نشوء ترتيب مغناطيسي مضاد للتوازي رغم غياب الإلكترونات في المادة، وهو ما يُعرَف بالتطعيم (Doping).
تشابه مع ظواهر مغناطيسية غريبة
تشبه النتائج ظواهر غريبة لوحظت في مغناطيسيات جليد اللفّ المغزلي، حيث تتكوّن رباعيات من الذرات وتواجه الإحباط المغناطيسي الذي يعوق ترتيباً تقليدياً.
خطوة جديدة نحو حل لغز الموصلية الفائقة
تؤكد هذه النتائج إمكانية أن تلعب المغناطيسية الكمّية دوراً أساسياً في الموصلية الفائقة، ومع تقدم تقنيات المحاكاة الكمّية يمكن الاقتراب أكثر من فهم الآليات الأساسية وربما تمهيد الطريق لموصلات تعمل عند درجات حرارة أعلى.
