«ثورة في عالم الفيزياء».. علماء يكتشفون حالة جديدة من المادة
«ثورة في عالم الفيزياء».. علماء يكتشفون حالة جديدة من المادة
عندما نسأل عن حالات المادة، تأتى الإجابة بـ«صلبة، سائلة وغازية» وربما نضم «البلازما» إلى القوس السابق، وتكتسب المواد خواصها من كونها موصلة للكهرباء أو عازلة لها، أو شبة موصلة، وتوصف بكونها مغناطيسية أو معدنية، والآن؛ علينا أن نفكر في حالات أخرى غير موجودة في الطبيعة، تشذ عن ما هو معروف، وتجمع بعض الخواص المتنافرة معاً، تلك المادة جرى تخليقها معمليًا، ويجاهد العلماء الآن للتوصل إلى خواصها الفيزيائية والكيميائية.
فقد أعلن فريق دولي من العلماء عن اكتشاف حالة جديدة من المادة، عازلة وموصلة للكهرباء وذات طبيعة مغناطيسية معدنية، وهو الأمر الذي يفتح الباب أمام تطوير مجموعات من الموصلات الفائقة عالية الكفاءة وأكثر فعالية.
بقيادة الدكتور «كوسماس براسيديس» الفيزيائي بجامعة «توهوكو» اليابانية، تمكن الفريق من تقديم ورقة بحثية، نُشرت في دورية «ساينس أدفنسس» الشهيرة، تُفيد بالتوصل إلى مادة جديدة مصنوعة من الكربون 60 «الفوليرين» -وهي مجموعة من الجزيئات التي تتشكل بأكملها من ذرات الكربون وتكون على شكل كروي يُطلق عليه كرة بوكي- تلك المادة، وحينما تتحد مع ذرات من مادة الروبيديوم التي تُستخدم كمنشط للتفاعل، يُصبح لديها مزيج غريب من حالات المادة، إذ تُصبح عازلة في طور، وموصلة في طور أخر، مغناطيسية ومعدنية، وفائقة التوصيل، علاوة على حالة غير معروفة علميًا حتى الآن أطلق عليها العلماء أسم «يان-تولر ميتل».
كيف تمكن العلماء من الوصول إلى تلك «الحالة» من المادة؟ تقول الورقة البحثية إن ذلك تم عن طريق إدخال مجموعة من ذرات الروبيديوم إلى الكربون 60، وهو ما أدى إلى تغيير المسافة في بنية «الفوليرين» الذرية، وهو ما أدى إلى إعادة ترتيب الذرات بهندسة جديدة، الأمر الذي يُمكن العلماء من تغيير توصيليتها الكهربائية –من مادة عازلة إلى مادة فائقة التوصيل- عن طريق التحكم في الضغوط.
لعقدين من الزمان، حاول العلماء فهم طبيعة الموصلات الفائقة، وهي مجموعة من المواد التي توفر مقاومة صفرية أثناء نقل التيارات الكهربائية عند درجة الحرارة الحرجة المُقدرة بمتوسط يبلغ 150 درجة تحت الصفر المئوي، فإذا تأكد العلماء من خصائص المادة الجديدة، سيتمكن الباحثون في هذا المجال من فهم أفضل لطبيعة بعض المواد وقدرتها على تحقيق التوصيلية الفائقة حال تغير درجة الحرارة، وحيث أن تلك الخاصية تسمح للمادة بنقل الكهرباء دون أي مقاومة في درجات حرارة عادية، ستُشكل المادة الجديدة ثورة حقيقة في عالم نقل وإنتاج الطاقات، وهو ما سيعد ثورة في عالم الفيزياء.
