อนุภาคชนิดหนึ่งที่คาดว่าจะมีอยู่ก่อนการค้นพบดาวพลูโตจะถูกค้นพบบนโลกภายในสารประกอบแทนทาลัมและสารหนูนักวิจัยรายงาน ว่าอนุภาคที่เพิ่งค้นพบใหม่ที่เรียกว่า Weyl fermions มีลักษณะคล้ายอิเล็กตรอนที่ไม่มีมวลซึ่งพุ่งไปรอบ ๆ และผ่านวัสดุในลักษณะที่ผิดปกติและน่าตื่นเต้น นักวิจัยรายงานวันที่ 16 กรกฎาคมในScience“มันเป็นเรื่องใหญ่แน่นอน” ลีออน บาเลนต์ส นักทฤษฎีเรื่องย่อที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาบาร์บารากล่าว
พฤติกรรมของอนุภาคทำให้แทนทาลัม arsenide
เป็นสารประกอบคล้ายโลหะซึ่งมีคุณสมบัติที่พึงประสงค์ร่วมกับกราฟีนและฉนวนทอพอโลยี ซึ่งเป็นวัสดุที่ได้รับความสนใจจากการวิจัยเป็นจำนวนมากในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา “มีเหตุผลมากมายที่จะสนใจวัสดุเหล่านี้” Balents กล่าว
วัสดุอย่างเช่น แทนทาลัม arsenide สามารถช่วยให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในอนาคตสามารถนำเสนอกระแสไฟที่เคลื่อนที่เร็วที่หลบเลี่ยงการกระแทกและหุบเขาในเส้นทางได้อย่างง่ายดาย นักฟิสิกส์จะสามารถศึกษาคุณสมบัติของอนุภาคที่จับกับวัสดุเพื่อสำรวจความเป็นไปได้ที่จะมี Weyl fermions ที่ลอยอยู่ได้ฟรี
อิเล็กตรอน นิวตริโน และอนุภาคย่อยอื่นๆ เป็นของครอบครัวที่เรียกว่าเฟอร์มิออน เฟอร์มิออนที่รู้จักทั้งหมดมีพฤติกรรมตามสมการที่คิดค้นขึ้นในปี 1928 โดย Paul Dirac นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีชาวอังกฤษ แต่อย่างน้อยก็ในทางทฤษฎี มี fermion อีกสองประเภท ซึ่งทั้งสองเสนอในภายหลัง: Majorana fermions และ Weyl fermions ต่างจาก Dirac และ Majorana fermions สมาชิกของกลุ่ม Weyl ซึ่งตั้งชื่อตามนักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Hermann Weyl นั้นไม่มีมวลมากนัก
นักฟิสิกส์ล้มเหลวในการค้นพบ Weyl fermions
ในเครื่องตรวจจับอนุภาคหรือเครื่องเร่งอนุภาค แต่นักวิจัยได้แนะนำว่าปฏิกิริยาร่วมกันของอิเล็กตรอนในวัสดุบางชนิดจะทำให้คลื่นพลังงานแพร่กระจายซึ่งทำงานเหมือนกับที่ Weyl fermions จะทำในพื้นที่ว่าง
เมื่อต้นปีนี้ นักฟิสิกส์สสารควบแน่น Su-Yang Xu และ Zahid Hasan จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน และคณะได้เสนอว่าสารหนูแทนทาลัมสามารถโฮสต์ Weyl fermion ได้ นักวิจัยยิงรังสีที่ผลึกของสารประกอบเพื่อตรวจสอบพลังงานและการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายใน รังสีเอกซ์พลังงานสูงที่เจาะลึกเข้าไปในวัสดุเผยให้เห็นลายเซ็นของอนุภาคไร้มวลที่พอดีกับโปรไฟล์ของ Weyl fermion “ฉันค่อนข้างแปลกใจที่มีคนสามารถเห็นสิ่งเหล่านี้ได้อย่างรวดเร็วจริงๆ” Balents กล่าว
โดยที่อยู่อาศัย Weyl fermions แทนทาลัม arsenide กลายเป็น Weyl semimetal ที่ได้รับการยืนยันจากการทดลองเป็นครั้งแรกซึ่งเป็นวัสดุคล้ายโลหะที่มีคุณสมบัติแปลกใหม่และอาจเป็นประโยชน์ Weyl semimetals มีลักษณะคล้าย topological insulators ซึ่งเป็นวัสดุที่เป็นฉนวนภายในแต่ยอมให้อิเล็กตรอนวิ่งเป็นรอบโดยไม่ถูกรบกวน ( SN: 5/22/10, p. 22 ) แม้จะไม่มีฉนวนภายใน แต่ tantalum arsenide ก็ยังปกป้องทางหลวงอิเล็กตรอนความเร็วสูงบนพื้นผิวของมัน Xu กล่าวว่าการบิดคืออิเล็กตรอนบนพื้นผิวไม่ได้วิ่งไปรอบ ๆ ทางปิด แต่พวกมันเคลื่อนจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งก่อนที่จะหายไปเป็นกลุ่มและกลับคืนสู่พื้นผิวตรงข้าม
Weyl semimetals ยังคล้ายกับแผ่นคาร์บอนหนาอะตอมที่เรียกว่า graphene, Balents กล่าว วัสดุทั้งสองช่วยให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงและทำตัวราวกับว่าไม่มีมวล ( SN: 8/13/11, p. 26 ) คุณสมบัติทั้งหมดเหล่านี้ทำให้ Weyl semimetals เป็นตัวเลือกที่น่าดึงดูดสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต Hasan กล่าวและสำหรับการจ่ายกระแสไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทานที่อุณหภูมิห้อง
การค้นพบเฟอร์เมียนชนิดที่สองจากสามชนิดอาจนำไปสู่การค้นพบชนิดที่สาม Xu กล่าว ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ นักฟิสิกส์ได้ค้นพบคำใบ้แต่ไม่มีหลักฐานที่แน่ชัดของ Majorana fermions ซึ่งถูกตั้งทฤษฎีว่าเป็นปฏิสสารของพวกมันเอง ( SN: 11/15/14, p. 8 ) คุณสมบัติของกึ่งโลหะ Weyl ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีในการผลิตไม่เพียงแค่ Weyl fermions แต่อนุภาค Majorana ด้วยเช่นกัน Xu กล่าว
credit : choosehomeloan.net mycoachfactoryoutlet.net toffeeweb.org psychoanalysisdownunder.com tennistotal.net heroeslibrary.net germantownpulsehub.net coachfactoryoutletusa.net riavto.org rebooty.net
