شگرد تشخیص آنیون‌ها - 1396/07/01

 

از تکنیک‌های اسپکتروسکوپی شناخته شده‌ای مانند پراکندگی نوترونی می‌توان جهت شناسایی آنیون‌ها در مواد دو بعدی استفاده کرد.

ذرات کوانتومی، وابسته به دنیای سه بعدی، در هر حال یا فرمیون هستند و یا بوزون. اگر آنها را به دو بعد محدود کنیم در این صورت به چیزی بین این دو حالت می‌رسیم که به پیشنهاد Frank Wilczek از دانشگاه MIT و کمبریج، آنیون نام گرفته‌اند. با وجود توصیف تئوری ساده‌ای که برای آنها هست، شناسایی تجربی‌شان مشکل است. اکنون به گزارش گروهی از محققان، شامل خود Wilczek، تکنیک‌های اسپکتروسکوپی شناخته شده‌ای می‌تواند راه ساده‌ای را فراهم نموده تا به شناسایی آنیون‌ها بپردازیم. پیشنهاد ارائه شده می‌تواند به کمک فیزیک‌دانان تجربی که به دنبال سیستم‌های مناسب جهت آنیون‌های غیر آبلی هستند بیاید. این نوع از آنیون‌ها می‌توانند در محاسبات کوانتومی تحمل پذیر در برابر خطا کمک کننده (مفید) باشند. برای شناسایی آنیون‌ها در یک ماده، پژوهشگران بدنبال تشخیص علائمی مخصوص به آمار کوانتومی آنها هستند که در این حالت چیزی بین آمار بوز-اینشتین برای بوزون‌ها و فرمی-دیراک برای فرمیون‌هاست. آنها معمولا به کمک تداخل سنجی ذره‌ای و اندازه گیری‌های آنتروپی این کار را انجام می‌دهند. هر دوی این اندازه گیری‌ها مشکلات خاص خودشان را دارند: تداخل سنجی مجزای مربوط به آنیون‌ها مشکل، و انتروپی وابسته با آنها ناچیز است.  Wilczek و همکارانش دریافتند که تکنیک‌های شناخته شده‌ای شبیه پراکندگی نوترونی قادر به انجام این عمل هستند. به کمک این تکنیک آنها فهمیدند که یک نوترون با انرژی خاص در اثر برخورد با یک ماده، آنیونی را تولید خواهد کرد. آنها دریافتند که در انرژی‌های نزدیک به انرژی آستانۀ تولید آنیون‌ها، احتمال دریافت علامتی که مشخصه این ذره باشد زیاد است. به طور ویژه، این احتمال از یک قانون نمایی پیروی می‌کند که نمای آن وابسته به محل آمار آنیونی از نوع بوزونی یا فرمیونی است.

 

این تحقیق در مجله PRL به چاپ رسیده است.

 

منبع: How to Spot Anions

psi.ir/html/news/news/news2_fa.asp?id=2287