مواد ثنائية الأبعاد لها قدرة نقل التيار الكهربائي بسرعة الضوء!

قام فيزيائيون من جامعتي كاليفورنيا و إيرفين بصناعة مواد جديدة كمومية ثنائية الأبعاد لها سمات كهربائية و مغناطيسية متقدمة تمكنها من إحداث ثورةٍ في صناعة الأجهزة الإلكترونية المتقدمة والحواسيب الكمومية في المستقبل. في ثلاث دراسات متفرقة ظهرت هذا الشهر في مجلة العلوم المتقدمة و المواد الطبيعية، قام باحثون من جامعتي كاليفورنيا و إيرفين و زملاء لهم من جامعة كاليفورنيا بيركلي و مختبر لورانس الوطني و جامعة برينستون و جامعة فودان وجامعة ميريلاند بدراسة المبادئ الفيزيائية في المواد ثنائية الأبعاد واستنتجوا أن بإمكانهم دفع الحواسيب لأرقامٍ قياسيةٍ جديدة من ناحية السرعة و القوة . الشيء المشترك في أوراق البحوث هو أنهم قاموا بالأبحاث في درجات حرارة منخفضة جداً و أن نواقل الإشارات لم تكن الألكترونات مثل التكنولوجيا التقليدية المبنية على السيليكون ، بل استخدموا دايراك او ماجورانا فيرميون و هي جزيئات ليس لها وزن و تتحرك بسرعة تقارب سرعة الضوء . احدى التحديات كان معاينة و تحليل عينات المواد الدقيقة التي بسمك ذرتين و بطول و عرض بعض المايكرونات ، مختبر “شا” في جامعة كاليفورنيا مجهز بمجهر مصنوع من الألياف البصرية صنعه “شا” عندما تخرج من جامعة ستانفورد و يسميه (المجهر الأكثر حساسية في العالم). في دراسة نشرت في أبريل ٢٤، فصل الباحثون ملاحظاتهم بواسطة ظاهرة تداخلية ساغناك عن المغناطيسية في رقائق المايكرو الصغيرة في مادة الجرمانيوم تيلوريد، تم مراقبة المركب الذي صنع في درجة حرارة – ٣٨٧ فهرنهايت (°232.778c-), منذ اكتشافه اعتبر الجرافين بديلاً محتملاً للسليكون في تكوين الجيل الجديد من الحواسيب و أجهزة اخرى بسبب سرعة نقل الإشارات الالكترونية على سطحه شبه المستوي تماماً ولكن يوجد عائق، بعض الحواسيب يجب أن تصنع من مواد لها ميزات مغناطيسية والكترونية. الجرافين له الميزة الاولى ولكن ليس الأخيرة اما الجرمانيوم تيلوريد فله الميزتان. و مختبر “شا” قام أيضاً باستخدام ظاهرة ساغناك التداخلية من أجل دراسة تم نشرها في مجلة علوم الفحوص المتقدمة , ما يحدث هو في اللحظة الدقيقة يتم هناك تلامس بين مادة البزموث و النيكل في درجة حرارة منخفضة جدا (في هذه الحالة سالب 452 فهرنهايت °268c-) و قال فريق “شا” انهم وجدوا الرابط بين المادتين . الإشارة التي يتم نقلها في هذا الناقل الخارق ثنائي الأبعاد هي ماجورانا فيرميون التي يمكن استخدامها لتجديل العمليات التي يعتبرها النظريون حيوية من اجل الحواسيب الكمومية. في عام 2012 قام مختبر “شا” بإرسال موجة راديو مذبذبة لوكالة الأبحاث المتقدمة لمشاريع الدفاع مبنية حول السماريوم هيكسابوريد . هذه المادة عازلة من الداخل لكن تسمح لتيار يحمل اشاراتٍ مصنوعة من دايراك فيرميون أن يتدفق بحرية على سطح المادة ثنائية الأبعاد باستخدام جهاز خاص مصنوع في مختبرات “شا”

تدقيق لغوي : Osama alhamdany

ترجمة : Daniel M Rasheed

التصميم : ‏‎Ali Alburky

المصدر : هنا