دانشمندان اولین ابررسانای نوع I را کشف کردند که تقارن معکوس زمانی را می شکند

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

ابررساناها موادی هستند که الکتریسیته را بدون مقاومت هدایت می کنند و وقتی تا دمای بسیار پایین سرد می شوند، میدان های مغناطیسی را بیرون می کنند. و بسته به ساختار کوانتومی خود، آنها همچنین می توانند خواص عجیبی مانند شناور مغناطیسی را به نمایش بگذارند. اما اکنون همه چیز کمی عجیب تر شده است.

یکی از جذاب ترین پدیده های مربوط به ابررساناها، شکستن تقارن معکوس زمانی است. TRS این اصل است که یک سیستم فیزیکی، چه زمان به جلو یا عقب برود، یکسان رفتار می کند. ابررساناهای غیر متعارف کمیاب این تقارن را می شکند. هنگامی که این اتفاق می افتد، آنها به طور خود به خود میدان های مغناطیسی داخلی کوچکی را هنگامی که وارد حالت ابررسانایی خود می شوند، ایجاد می کنند.

تا همین اواخر، هر ابررسانایی که این کار را انجام می داد، یک ماده نوع دوم بود. اما در مطالعه‌ای که در مجله Physical Review Letters منتشر شد، محققان کشف یک ابررسانای نوع I را گزارش کردند که تقارن برگشت زمان را نیز می‌شکند.

انشو کاتاریا از موسسه آموزش علوم و تحقیقات بوپال هند و همکارانش تک بلورهای YbSb2 را رشد دادند، ماده ای با طرح اتمی که در ابررساناهای معمولی و غیرمتعارف یافت می شود. آنها با بررسی نحوه برخورد با میدان های مغناطیسی تایید کردند که این ابررسانای نوع I است. برخلاف ابررساناهای نوع II که به میدان های مغناطیسی اجازه نفوذ به داخل می دهند، مواد نوع I آنها را کاملا بیرون می راند.

برای اینکه ببینند YbSb2 چگونه رفتار می‌کند، محققان کریستال‌ها را تا نزدیک صفر مطلق خنک کردند و میون‌ها را مستقیما در ماده کاشتند. این ذرات زیر اتمی به عنوان کاوشگرهای بسیار حساس میدان های مغناطیسی ریز درون آن عمل می کنند.

با سرد شدن ماده به حالت ابررسانا، میدان های مغناطیسی داخلی خود به خود ظاهر شد. این گواه بر این بود که این ابررسانای نوع I تقارن معکوس زمانی را شکسته است. اگر تقارن حفظ می شد، این میدان های مغناطیسی خود به خود ظاهر نمی شدند.

نویسندگان این مطالعه در مقاله خود نوشتند: «در اینجا، ما شواهدی از شکست تقارن برگشت زمان در ابررسانای نوع I YbSb2 گزارش می‌کنیم.

محققان پیشنهاد می‌کنند که این میدان‌های مغناطیسی خود به خودی از یک فاز ابررسانای نامتعارف به نام حالت سه‌گانه غیرمتقارن داخلی (INT) ناشی می‌شوند.

"محاسبات مبتنی بر یک مدل کم انرژی موثر بیشتر نشان می دهد که این حالت INT ممکن است میزبان حالت های سطحی مایورانا بدون شکاف باشد، که به احتمال ابررسانایی توپولوژیکی در YbSb2 اشاره می کند."

امکان ابررسانایی توپولوژیکی در یک ماده نوع I، راه های جدیدی را برای فیزیک بنیادی باز می کند. این نشان می‌دهد که حالت‌های کوانتومی عجیب و غریب می‌توانند در نوعی ابررسانا ظاهر شوند که قبلا تصور می‌شد تقارن معکوس زمانی را حفظ می‌کند.

توسط نویسنده ما پل آرنولد برای شما نوشته شده است، توسط گابی کلارک ویرایش شده است و توسط رابرت ایگان بررسی و بررسی شده است — این مقاله نتیجه کار دقیق انسانی است. ما برای زنده نگه داشتن روزنامه نگاری علمی مستقل به خوانندگانی مانند شما متکی هستیم. اگر این گزارش برای شما مهم است، لطفا یک کمک مالی (به ویژه ماهانه) در نظر بگیرید. به عنوان تشکر، یک حساب کاربری بدون آگهی دریافت خواهید کرد.

انشو کاتاریا و همکاران، مشاهده شکست تقارن زمان- معکوس در ابررسانای نوع I YbSb 2، نامه های مروری فیزیکی (2026). DOI: 10.1103/drzq-lfn5. در arXiv : arxiv.org/abs/2601.07460

اطلاعات مجله: Physical Review Letters , arXiv

کارشناسی زیست شناسی از دانشگاه لندن. تهیه کننده مستند بی بی سی با تجربه سفر در جهان. مشاغل آزاد از جنوب اسپانیا. نمایه کامل →

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →