يكشف الضوء عن الحركة الكمومية المخفية داخل بلورة غريبة ...لبنان

استخدم الباحثون الضوء للكشف عن الحركة الجماعية للإلكترونات التي تشكل بلورة ويغنر. الائتمان: إنريكي ساهاغون، شيكسل / جامعة بازل، قسم الفيزياء

يمكن للقياسات البصرية أن تكشف عن الحركة الجماعية الخفية وديناميكيات الكم للإلكترونات داخل بلورة فيغنر.

في بلورة فيجنر، تتصرف الإلكترونات بطريقة غير عادية. فبدلاً من التحرك بشكل مستقل، يمكن للإلكترونات المتفاعلة بقوة والمحصورة في مستوى ثنائي الأبعاد أن ترتب نفسها في شبكة متكررة مشابهة للذرات الموجودة في بلورة عادية. لقد وجد الباحثون في جامعة بازل والجامعة التقنية في ميونيخ الآن طريقة لاستخدام الضوء لفحص الحركة الجماعية المخبأة داخل هذه الحالة الكمومية الهشة.

على عكس البلورة العادية، فإن ترتيب بلورة فيجنر لا يأتي من بنية المادة المحيطة. وبدلًا من ذلك، فهي تنشأ من التفاعلات بين الإلكترونات نفسها، وهي خاصية جعلت حالة المادة هذه موضوعًا مهمًا للبحث لعقود من الزمن.

لقد تم بالفعل ملاحظة بلورات ويغنر في العديد من الأنظمة الفيزيائية، ولكن فهم ما يحدث داخلها كان أكثر صعوبة بكثير. على وجه الخصوص، ناضل الباحثون لقياس كيفية تحرك إلكتروناتهم بشكل جماعي، وتفاعلها، والتفاعل مع الاضطرابات الخارجية.

يكشف الضوء حركة الإلكترون الخفية

للتحقيق في هذه الديناميكيات، قام التجريبيون بقيادة البروفيسور توماس سمولينسكي في جامعة بازل بدراسة طبقة ذرية واحدة من ثنائي سيلينيد التنغستن المبردة إلى درجات قليلة فقط فوق الصفر المطلق. ومن خلال تسليط الضوء على المادة وتحليل ما ينعكس، حددوا سمات بصرية غير مرئية سابقًا مرتبطة بالسلوك الجماعي للإلكترونات في بلورة فيغنر. ونشرت الدراسة في مجلة فيزياء الطبيعة.

تظهر الإشارات من خلال التفاعلات بين الإلكترونات المرتبة والإكسيتونات، وهي عبارة عن إثارات يتم إنتاجها في المادة بواسطة الضوء. معًا، يشكلون أشباه جسيمات هجينة تُعرف باسم بولارونات فيغنر البلورية، والتي توفر مسبارًا بصريًا حساسًا للغاية للبلورة وديناميكياتها الجماعية.

يقول المؤلف الأول الدكتور لوجون وانغ من جامعة بازل، الذي أجرى التجارب مع فرديناند مينزيل، طالب الدكتوراه في مجموعة سمولينسكي: “تُظهر قياساتنا أن الضوء يمكن أن يفعل أكثر من مجرد اكتشاف وجود هذه الحالة الغريبة، بل يمكنه الكشف عن كيفية تصرف الحالة داخليًا”.

ويضيف سمولينسكي: “يمنحنا هذا أداة جديدة قوية لدراسة الإثارة الجماعية للبلورات الإلكترونية التي سيكون من الصعب للغاية الوصول إليها لولا ذلك”.

وأظهرت القياسات أيضًا أن قوة التفاعلات بين الإلكترونات تؤثر على هذه التوقيعات الضوئية. وهذا الاتصال يجعل الإشارات مفيدة لدراسة الأنظمة المترابطة بقوة، حيث تحدد التفاعلات بين العديد من الجسيمات بشكل جماعي خصائص المادة.

تكشف الإشارات الضوئية عن ديناميكيات الكم

لفهم الملاحظات، قام المنظرون بقيادة البروفيسور مايكل ناب في جامعة ميونيخ التقنية (TUM) بتطوير نموذج نظري يصف كيفية تشكل بولارونات فيجنر البلورية عندما تقترن الإكسيتونات المولدة بصريًا بالحركة الجماعية للإلكترونات في البلورة.

“الأمر المثير بشكل خاص هو أن هذه الإشارات تحمل معلومات ليس فقط حول كيفية ترتيب الإلكترونات، ولكن أيضًا حول ديناميكياتها الكمومية”، يوضح فابيان بيشلر، طالب دكتوراه في TUM. “هذا يسمح لنا بربط الملاحظات التجريبية مباشرة بفيزياء الأجسام المتعددة الأساسية.”

تشير النتائج إلى أن المواد الرقيقة ذريًا يمكن أن توفر منصة لمراقبة الحركة الجماعية للإلكترونات داخل الحالات الكمومية المرتبة. ومن خلال إتاحة الوصول إلى تلك الديناميكيات الداخلية من خلال الضوء، يمكن لهذا النهج أن يساعد الباحثين على التحقيق في السلوك الأساسي للمادة المترابطة بقوة.

المرجع: “التحليل الطيفي لأقطاب فيجنر البلورية في أشباه الموصلات الرفيعة ذريًا” بقلم L. Wang، F. Menzel، F. Pichler، P. Knüppel، K. Watanabe، T. Taniguchi، M. Knap and T. Smoleński، 11 أغسطس 2026، فيزياء الطبيعة.دوى: 10.1038/s41567-026-03395-0

تم دعم هذا العمل من قبل مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية (SNSF) بموجب المنحة رقم CRSK-2_237251 وكذلك من قبل المفوضية الأوروبية من خلال منحة ERC OptoQuantTOP (رقم المنحة 101219354).

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.

المصدر الأصلي: scitechdaily.com

تاريخ النشر لدى المصدر: 2026-08-18 03:28:00

كاتب المصدر: University of Basel

نُقل هذا المحتوى آلياً من المصدر المشار إليه أعلاه، وتبقى حقوق المحتوى والمعلومات للمصدر الأصلي. قد يخضع النص لمعالجة أو ترجمة آلية قبل النشر.

مشاهدة يكشف الضوء عن الحركة الكمومية المخفية داخل بلورة غريبة

يذكر بـأن الموضوع التابع لـ يكشف الضوء عن الحركة الكمومية المخفية داخل بلورة غريبة قد تم نشرة اليوم ( الثلاثاء 2026/08/18 الساعة 08:20 ص ) ومتواجد على بتوقيت بيروت_ beiruttime ( لبنان ) وقد قام فريق التحرير في برس بي بالتاكد منه وربما تم التعديل علية وربما قد يكون تم نقله بالكامل اوالاقتباس منه ويمكنك قراءة ومتابعة مستجدادت هذا الخبر او الموضوع من مصدره الاساسي.

التفاصيل من المصدر - اضغط هنا

وختاما نتمنى ان نكون قد قدمنا لكم من موقع Pressbee تفاصيل ومعلومات، يكشف الضوء عن الحركة الكمومية المخفية داخل بلورة غريبة.