کشف حالت جدیدی از ماده - مجله 10 از 10

متخصصان حالت جدیدی از ماده موسوم به شیشه اسپینی خودالقا را شناسایی نموده اند که در فراوری پلتفرم های هوش مصنوعی کاربرد دارد.

به گزارش روز شنبه پایگاه خبری ساینس، بسیاری از ما با چهار حالت کلاسیک ماده شامل جامد، مایع، گاز و پلاسما آشنا هستیم، اما ظاهرا دنیای بزرگی از حالت های محتلف ماده وجود دارد که هنوز برای ما ناشناخته است. اکنون محققان دانشگاه های آپسالا سوئد و ردباند هلند توانستند یکی از این حالت ها را شناسایی نمایند.

هنگامی که تمام اتم های تشکیل دهنده یک ماده دارای اسپین هایی با راستای یکسان باشند، خاصیت مغناطیسی در آن ماده ایجاد می گردد. اما در شیشه اسپینی، اسپین ها فاقد نظم هستند و در راستا های تصادفی قرار دارند. دلیل استفاده از عنوان شیشه برای نام گذاری این حالت ماده نیز به دلیل مشابهت چیدمان اتم های ماده در این حالت، با چیدمان اتم های تشکیل دهنده شیشه است.

تا به امروز شیشه های اسپینی تنها درون آلیاژ های خاصی مشاهده شده اند. اکنون محققان دریافتند این حالت ماده به طور طبیعی در عنصر نئودیمیم ایجاد می گردد. برای تفکیک این حالت جدید از آنچه در آلیاژ ها رخ می دهد از عنوان خود القا برای نام گذاری این حالت استفاده شد.

عنصر نئودیمیم به دلیل داشتن خواص مغناطیسی عجیب، شناخته شده است. محققان به وسیله آنالیز این عنصر با استفاده از میکروسکوپ تونلی روبشی (STM) دریافتند اسپین اتم های این عنصر با سرعت های مختلف در حال چرخش مارپیچی هستند و در نتیجه شکل مارپیچ دائما در حال تغییر است.

تکنیک STM امکان مشاهده ساختار و تشخیص قطب شمال و جنوب هریک از اتم ها را به طور مستقل فراهم می نماید و با استفاده از آن می توان رفتار ماده را در سطح اتمی با دقت فوق العاده ای مشاهده کرد.

به گفته محققان بر اساس آنچه در این تحقیقات معین شده است، احتمالا عناصر دیگری نیز وجود دارند که ممکن است به حالت شیشه اسپینی خودالقا درآیند. به اعتقاد محققان رفتار اسپینی اتم ها در این حالت شباهت زیادی به رفتار نورون ها دارد و می توان از این حالت ماده برای توسعه سیستم های هوش مصنوعی بهره گرفت.

اکنون حالت شیشه اسپینی خودالقا، در کنار سایرحالت های غیرعادی ماده مانند ابرجامدها، کریستال های زمان و شاره های دارای جرم منفی قرار می گیرد و دنیای حالت های عجیب ماده را بیش از پیش گسترش می دهد.

گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Science منتشر شده است.