Kazayla, Yeni Bir Kuantum Parçacığı Keşfedilmiş Olabilir.

Kazayla, Yeni Bir Kuantum Parçacığı Keşfedilmiş Olabilir





Princeton Üniversitesi’nden fizikçiler, kazayla yalıtkan bir malzemede, metallere özgü bir kuantum davranışı keşfetti. Elde edilen bu sonuç, nötr fermiyon adı verilen yeni bir tür kuantum parçacığına işaret ediyor.

Genel olarak konuşursak, metaller elektriği iletir, yalıtkanlar iletmez. Moleküler açıdan bakarsak, elektronlar bir maddede ne kadar özgürce hareket ederse, madde o kadar iletken olur. Örneğin metallerde elektronlar çok hareketliyken, yalıtkanlarda elektronların hareket etmesini engelleyen yüksek bir direnç vardır.

Metallerde elektronların kolay hareket etmesinden dolayı kuantum salınımları adı verilen bir fenomen oluşur. Metaller çok düşük sıcaklıkta bir manyetik alana maruz bırakılırsa, elektronlar kuantum hale geçer ve malzemenin direncinin salınımına yol açar. Normalde yalıtkanlarda bu gerçekleşmez çünkü elektronlar kolaylıkla hareket edemez.

İşte en azından bugüne kadar böyle düşünülüyordu. Princeton’dan araştırmacıların yaptığı yeni araştırmada ise, ilk kez bir yalıtkanda da kuantum salınım olabileceğini keşfettiler.

Araştırmacılar tungsten ditellürün normalde metal gibi davrandığını fakat grafen gibi iki boyutlu bir forma indirgendiğinde yalıtkan olduğunu gözlemledi. Manyetik alan altında tekli tabakanın direnci ölmek isteyen bilim insanları, tesadüfen maddenin salınım yapmaya başladığını buldu.

“Bu gerçekten bizim için sürpriz oldu. Kendi kendimize burada neler oluyor diye sorduk? Halen tümüyle anlamış değiliz,” diyor araştırmanın kıdemli yazarı Sanfeng Wu.

Bu keşif mevcut teorilerle açıklanamayacağı için, araştırmacılar kendi hipotezlerini kurdular. Araştırmacılar elektronların salınım yapmadığını düşünüyor. Aksine bu kadar güçlü etkileşimler ancak yeni kuantum parçacıkların oluşumuyla açıklanabilir.

Yalıtkanlar elektronlar gibi yüklü parçacıkları bloke edeceğinden, serbest hareket edecek parçacıklar yüksüz(nötr) olmalıdır. İşte ancak hipotetik nötr fermiyonlar bu kuantum salınımları oluşturabilir.

“Eğer hipotezimiz doğruysa, temelde yeni bir kuantum madde formu gözlemledik. Şimdi yalıtkanlarda tümüyle yeni bir kuantum dünyası olabileceğini hayal ediyoruz. Muhtemelen onlarca yıldır böyle bir şeyi gözden kaçırdık,” diyor Wu.

Araştırmacılar nötr fermiyonların varlığını onaylamak ya da bu gariplik için başka bir açıklama yapılması için daha fazla çalışma yapılması gerektiğini ifade ediyor.

Araştırma Nature dergisinde yayınlandı.

Kaynak:

...Copyright (C) Gerçek Bilim kaynağını göstermeden paylaşmak ve yayınlamak yasaktır, .