کشف حیرت‌انگیز کنترل الکترون‌ها با کریستال‌های چرخان!

دانشمندان با چرخش کریستال‌های تنگستن دی‌سولفاید به یک اثر حیرت‌انگیز دست یافته‌اند که توانایی کنترل حرکت الکترون‌ها را با نور فراهم می‌کند.

به گزارش خبرنگار علمی و فناوری خبرگزاری برنا؛ یک تیم تحقیقاتی به رهبری ری‌تش آگروال از دانشگاه پنسیلوانیا، با بررسی کریستال‌های تنگستن دی‌سولفاید (WS₂) به کشف جدیدی در زمینه علم مواد دست یافته است. این تیم دریافت که با چرخاندن لایه‌های این کریستال‌ها، می‌توانند حرکت الکترون‌ها را به‌وسیله نور کنترل کنند. این پدیده مشابه نیروی کوریولیس است که به انحراف مسیر اشیاء در سیستم‌های چرخشی مربوط می‌شود.

این کشف، که نتایج آن در نشریه Nature منتشر شده است، به‌ویژه زمانی آشکارتر شد که نور قطبی‌شده دایره‌ای بر روی این کریستال‌ها تابانده شد و الکترون‌ها بر اساس چرخش داخلی ماده در جهات مختلف منحرف شدند.

این پژوهش‌ها از دوران قرنطینه‌های ناشی از پاندمی COVID-19 آغاز شد، زمانی که زهرون جی، یکی از نویسندگان اصلی، بر روی نظریات جدید تمرکز کرد. در ادامه، آگروال با همکاری سونگ جین از دانشگاه ویسکانسین، اقدام به آزمایش بر روی کریستال‌های WS₂ چرخشی کرد و نتایج جالبی به‌دست آورد.

این تیم همچنین دریافت که انحراف الکترون‌ها به نیروی کوریولیس شباهت دارد و این پدیده در شرایط خاصی رخ می‌دهد. میلی، دیگر محقق این پروژه، گفت: «کشف ما نه‌تنها در مورد پیدا کردن این نیرو بود، بلکه درک زمان و دلیل ظهور آن و شرایطی که نباید وجود داشته باشد نیز اهمیت دارد.»

پژوهشگران دریافته‌اند که این چرخش باعث تقویت ناپایداری نوری در این مواد می‌شود، که می‌تواند در طراحی دستگاه‌های فوتونیکی و حسگرها کاربرد داشته باشد.

این کشف می‌تواند افق‌های جدیدی را در زمینه مواد کوانتومی و روش‌های کنترل حرکت الکترون‌ها باز کند.

آگروال به این نکته اشاره کرد که «ما واقعاً فقط در حال خراشیدن سطح امکانات هستیم و با این کشف، وارد چیزی کاملاً جدید شده‌ایم.»