Connect with us

Ilmu

Fisikawan MIT menemukan partikel hibrida aneh yang terperangkap bersama oleh ‘lem’ super padat

Published

on

Penemuan ini dapat membuka jalan ke perangkat elektronik yang lebih kecil dan lebih cepat.

Di dunia partikel, terkadang dua lebih baik dari satu. Ambil contoh, pasangan elektron. Ketika dua elektron terikat bersama, mereka dapat meluncur melalui material tanpa gesekan, memberikan sifat superkonduktor material. Elektron ganda ini, atau pasangan Cooper, adalah jenis partikel hibrida – senyawa dari dua partikel yang berperilaku sebagai partikel tunggal, dengan sifat yang lebih besar daripada jumlah bagian-bagiannya.

sekarang dengan Fisikawan telah menemukan jenis lain dari partikel hibrida dalam bahan magnetik dua dimensi yang tidak biasa. Mereka menentukan bahwa partikel hibrida adalah campuran elektron dan fonon (partikel kuasi yang dihasilkan dari atom bahan bergetar). Ketika mereka mengukur gaya antara elektron dan fonon, mereka menemukan bahwa gum, atau ikatan, 10 kali lebih kuat daripada hibrida elektron-fonon lainnya yang diketahui hingga saat ini.

Ikatan partikel yang luar biasa menunjukkan bahwa elektron dan fonon partikel dapat disetel secara berdampingan; Misalnya, setiap perubahan elektron harus mempengaruhi fonon, dan sebaliknya. Pada prinsipnya, eksitasi elektronik, seperti tegangan atau cahaya, diterapkan pada partikel hibrida dapat mengeksitasi elektron seperti biasanya, dan juga mempengaruhi fonon, yang mempengaruhi sifat struktural atau magnetik material. Kontrol ganda semacam itu dapat memungkinkan para ilmuwan untuk menerapkan tegangan atau cahaya ke bahan untuk menyesuaikan tidak hanya sifat listriknya tetapi juga magnetnya.

Kesan artis tentang elektron yang terlokalisasi dalam orbital d yang berinteraksi kuat dengan gelombang getaran kisi (fonon). Struktur lobed menggambarkan awan elektron ion nikel di NiPS3, juga dikenal sebagai orbital. Gelombang yang dipancarkan oleh struktur orbit mewakili getaran fonon. Garis bercahaya merah menunjukkan pembentukan keadaan terkait antara elektron dan getaran kisi. Kredit: Emre Ergecin

Yang sangat relevan adalah hasilnya, karena tim mengidentifikasi partikel hibrida nikel-fosfor trisulfida (NiPS).3), bahan dua dimensi yang baru-baru ini menarik perhatian karena sifat magnetiknya. Jika sifat-sifat ini dapat dimanipulasi, misalnya melalui partikel hibrida yang baru ditemukan, para ilmuwan percaya bahwa suatu hari bahan tersebut dapat berfungsi sebagai semikonduktor magnetik jenis baru, yang dapat dibuat menjadi elektronik yang lebih kecil, lebih cepat, dan lebih hemat energi.

“Bayangkan jika kita bisa menghasilkan elektron, dan magnet merespons,” kata Noh Gedik, profesor fisika di MIT. “Kemudian Anda dapat membuat perangkat yang benar-benar berbeda dari cara kerjanya hari ini.”

Jedek dan rekan mempublikasikan hasil mereka pada 10 Januari 2022 di jurnal Komunikasi Alami. Rekan penulis termasuk Emre Ergesen, Patir Elias, Dan Mao, Hui Chun-bo, Mehmet Burak Yilmaz dan Senthil Todadri dari MIT, bersama dengan Junghyun Kim dan Je-Geun Park dari Universitas Nasional Seoul di Korea.

lembar partikel

Bidang fisika materi terkondensasi modern difokuskan, sebagian, pada studi tentang interaksi materi pada skala nano. Interaksi antara atom materi, elektron, dan partikel subatomik lainnya dapat menghasilkan hasil yang mengejutkan, seperti superkonduktivitas dan fenomena aneh lainnya. Fisikawan mencari interaksi ini dengan memadatkan bahan kimia pada permukaan untuk membentuk lembaran material dua dimensi, yang bisa setipis lapisan atom tunggal.

Pada tahun 2018, sebuah grup riset di Korea menemukan beberapa interaksi tak terduga di panel komposit NiPS3, bahan dua dimensi yang menjadi antimagnetik pada suhu yang sangat rendah sekitar 150 K, atau -123 derajat Celsius. Struktur mikro antimagnetik menyerupai sarang lebah atom yang memutar tabung anti-pemutarannya. Sebaliknya, bahan feromagnetik terdiri dari atom-atom yang berputar sejajar dalam arah yang sama.

Dalam tes NiPS3, kelompok tersebut menemukan bahwa eksitasi aneh menjadi jelas saat materi mendinginkan transisi antimagnetiknya, meskipun sifat pasti dari interaksi yang bertanggung jawab tidak jelas. Kelompok lain menemukan tanda-tanda partikel hibrida, tetapi komponen dan hubungan pasti mereka dengan eksitasi aneh ini juga tidak jelas.

Gidick dan rekan-rekannya bertanya-tanya apakah mereka dapat mendeteksi partikel hibrida, dan mendapatkan dua partikel yang membentuk keseluruhan, dengan menangkap gerakan tanda tangan mereka dengan laser ultracepat.

terlihat secara magnetis

Pergerakan elektron dan partikel subatomik lainnya biasanya sangat cepat untuk difoto, bahkan dengan kamera tercepat di dunia. Tantangannya seperti memotret orang yang sedang berlari, kata Gedek. Gambar yang dihasilkan buram karena rana, yang memungkinkan cahaya menangkap gambar, tidak cukup cepat, dan orang tersebut masih bekerja di bingkai sebelum rana dapat mengambil gambar yang jelas.

Untuk mengatasi masalah ini, tim menggunakan laser ultracepat yang memancarkan pulsa cahaya yang berlangsung hanya 25 femtodetik (satu femtodetik adalah sepersejuta miliar detik). Mereka membagi pulsa laser menjadi dua pulsa terpisah dan mengarahkannya ke NiPS. Sampel3. Kedua pulsa disetel dengan sedikit penundaan satu sama lain sehingga yang pertama menggairahkan, atau “menendang” sampel, dan yang kedua menangkap respons sampel, dengan resolusi waktu 25 femtodetik. Dengan cara ini, mereka mampu membuat “film” ultracepat dari mana interaksi berbagai partikel dalam materi dapat disimpulkan.

Secara khusus, mereka mengukur jumlah yang tepat dari cahaya yang dipantulkan dari sampel sebagai fungsi waktu antara dua pulsa. Refleksi ini harus berubah dalam beberapa hal dalam kasus molekul hibrida. Ini ternyata menjadi kasus ketika sampel didinginkan di bawah 150 derajat Kelvin, ketika bahan menjadi antimagnetik.

“Kami menemukan bahwa partikel hibrida ini hanya terlihat di bawah suhu tertentu, ketika magnet dihidupkan,” kata Ergeçen.

Untuk menentukan komponen partikel tertentu, tim mengubah warna atau frekuensi laser terlebih dahulu dan menemukan bahwa partikel hibrida terlihat ketika frekuensi cahaya yang dipantulkan berada di sekitar jenis transisi tertentu yang diketahui terjadi saat elektron bergerak di antara dua d. orbital. Mereka juga melihat rentang pola periodik yang terlihat dalam spektrum cahaya yang dipantulkan dan menemukan bahwa mereka cocok dengan energi jenis fonon tertentu. Ini menunjukkan bahwa partikel hibrida dibentuk oleh eksitasi elektron orbital d dan fonon spesifik ini.

Mereka melakukan beberapa pemodelan tambahan berdasarkan pengukuran mereka dan menemukan bahwa gaya yang mengikat elektron ke fonon sekitar 10 kali lebih kuat dari yang diharapkan untuk hibrida elektron-fonon lainnya.

“Salah satu cara potensial untuk memanfaatkan partikel hibrida ini adalah memungkinkan Anda memasangkan satu komponen dan secara tidak langsung menyetel yang lain,” kata Elias. “Dengan cara ini, Anda dapat mengubah sifat material, seperti keadaan magnetik sistem.”

Referensi: “Keadaan pengikatan fonon elektron gelap yang diterangi secara magnetis dalam levitasi magnetik van der Waals” oleh Emre Ergesen, Patir Elias, Dan Mao, Hui Chun-bo, Mehmet Burak Yilmaz, Jonghyun Kim, Jeon Park, T. Senthel dan Noh Gedik , Canon 10 2 (Januari) 2022, Komunikasi Alami.
DOI: 10.1038 / s41467-021-27741-3

Penelitian ini didukung sebagian oleh Departemen Energi AS dan Yayasan Gordon dan Betty Moore.

READ  SEKRETARIS PROFESIONAL & KETERAMPILAN ASSISTANT PRIBADI
Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Ilmu

Ilmuwan Temukan Inti Bumi Mendingin Lebih Cepat Dari Perkiraan, Ada Apa?

Published

on

KONTAN.CO.ID – JAKARTA. Ilmuwan menemukan bahwa proses pendinginan inti planet lebih cepat dari yang diperkirakan sebelumnya.

Inti planet Bumi memang telah mendingin selama miliaran tahun namun kini proses pendinginannya tercatat lebih cepat yang akibatnya mempercepat berakhirnya kehidupan di Bumi.

Para peneliti menemukan bahwa interior Bumi secara bertahap mendingin selama 4,5 miliar tahun keberadaannya.

Kondisi pendinginan ini dilihat sebagai pola umum yang dapat membantu planet ini berkembang menjadi surga hijau seperti sekarang ini, di mana manusia telah berkembang pesat selama 200.000 tahun terakhir.

Baca juga: Apa Disebut Planet Extrasolar? Berikut penjelasannya, termasuk jumlahnya

“Perspektif ini menimbulkan pertanyaan tentang seberapa cepat Bumi kehilangan panas sepanjang sejarah Bumi, yang secara langsung terkait dengan pertanyaan mendasar tentang berapa lama Bumi akan tetap aktif secara dinamis,” tulis para ilmuwan dalam makalah yang diterbitkan di jurnal Earth. Berita NBC.

Sejauh ini, para peneliti masih melakukan penelitian tentang seberapa cepat proses pendinginan inti bumi berlangsung. Sekelompok ilmuwan sedang mempelajari bridgmanite, mineral konduktif umum yang ditemukan di antara inti dan mantel bumi.

Mereka menemukan bahwa itu 1,5 kali lebih konduktif daripada yang diyakini sebelumnya, yang berarti proses pendinginan Bumi mungkin juga lebih cepat dari yang diperkirakan sebelumnya.

Baca juga: NASA Ajak Pantau Asteroid Dekat Bumi Lewat Situs Ini, Yuk Cek Sekarang

“Kami menemukan konduktivitas termal massal pada batas inti-mantel menjadi 1,5 kali lebih tinggi dari nilai yang diasumsikan secara konvensional, yang mendukung aliran panas yang lebih tinggi dari inti, menghasilkan konveksi mantel yang lebih kuat dari yang diharapkan,” tambah para peneliti.

“Hasil menunjukkan mantel lebih efisien didinginkan, yang pada akhirnya akan melemahkan banyak aktivitas tektonik yang didorong oleh konveksi mantel lebih cepat daripada yang diharapkan dari perilaku konduksi termal yang diyakini secara konvensional.”

READ  NASA menyelesaikan misi Artemis I ke bulan, peluncuran ditunda hingga Februari

Baca juga: Mengenal Fenomena Astronomi Perihelion dan Aphelion, Apa Bedanya?

Saat planet mendingin, ia akan kehilangan medan magnetnya, yang melindungi Bumi dari radiasi kosmik yang berbahaya. Saat itu, Bumi akan menjadi batu yang mandul dan tidak layak huni.

Para peneliti tidak menebak berapa tahun lagi kehidupan di Bumi bisa ada.

Proyeksi tahun 2013 oleh Andrew Rushby dari University of East Anglia di Inggris mengklasifikasikan kelangsungan hidup Bumi baik untuk 1,75 miliar hingga 3,25 miliar tahun lagi, dengan asumsi tidak ada bencana nuklir, asteroid jahat, atau bencana tak terduga lainnya.

Continue Reading

Ilmu

Daftar Planet Terdiri dari Gas dan Es Semuanya

Published

on

KOMPAS.com – Beberapa planet dijuluki sebagai “Planet Raksasa” karena ukurannya jauh lebih besar dari planet lain.

Empat raksasa itu adalah Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.

Planet-planet raksasa ini juga dikenal sebagai “planet Jovian”. Istilah Jovian berasal dari Jove, raja para dewa dalam mitologi Romawi dan juga nama awal Jupiter.

Semua Planet Jovian juga dikenal sebagai “Raksasa Gas”, tetapi Uranus dan Neptunus kemudian diklasifikasikan sebagai “Raksasa Es”.

Raksasa gas dan es adalah istilah untuk sebuah planet yang komposisinya sebagian besar terdiri dari es dan gas hidrogen.

Baca juga: 5 Fakta Planet Kepler-186F, Planet Asing yang Mirip Bumi

Planet yang tersusun dari gas

Dilaporkan dari ilmu ABC, Raksasa gas dapat didefinisikan sebagai planet yang komposisi aslinya adalah gas, seperti hidrogen dan helium, dengan inti berbatu kecil.

Seperti telah disebutkan, planet-planet yang komposisinya sebagian besar berupa gas adalah Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.

1. Planet Yupiter

Raksasa gas pertama dan terbesar di tata surya adalah Jupiter, dengan radius hampir 11 kali ukuran Bumi.

Saat ini, Jupiter diketahui memiliki 50 bulan dan 17 satelit lagi yang menunggu konfirmasi dari NASA.

Planet ini sebagian besar terdiri dari hidrogen, metana, amonia, dan helium yang mengelilingi inti yang terbuat dari batu dan es.

Baca juga: Para astronom menemukan exoplanet yang aneh, seperti apa bentuknya?

Diperkirakan bahwa sebagian besar inti Jupiter terbuat dari hidrogen logam cair, yang menciptakan medan magnet besar di sekitarnya.

2. Planet Saturnus

Planet gas terbesar kedua adalah Saturnus, yaitu sekitar sembilan kali radius Bumi.

Ciri khas pertama Saturnus adalah cincin besarnya, yang tetap menjadi misteri bagi komunitas ilmiah mengenai proses pembentukannya.

READ  Mengenal Meteorit Tertua yang Ditemukan di Gurun Sahara

Saturnus memiliki 53 bulan dengan sembilan bulan lagi menunggu konfirmasi dari NASA.

Saturnus juga mengandung komposisi yang mirip dengan Jupiter, yaitu hidrogen dan helium, serta inti yang identik dengan Jupiter.

Baca juga: China Bagikan Potret Mars yang Diambil dari Misi Tianwen-1, Seperti Apa?

3. Planet Uranus

Planet gas ketiga, Uranus, memiliki radius sekitar empat kali radius Bumi.

Hal yang tidak biasa tentang Uranus adalah ia berputar pada sisinya, dan berputar ke belakang; satu-satunya planet lain yang membelok ke arah ini adalah Venus.

Menurut NASA, planet ini memiliki 27 bulan, dan komposisi atmosfer Uranus adalah hidrogen, helium, dan amonium.

4. Planet Neptunus

Planet gas terakhir di tata surya adalah Neptunus yang juga memiliki radius empat kali radius Bumi.

Neptunus memiliki 13 satelit alami yang dikonfirmasi dan satu sedang menunggu konfirmasi dari NASA.

Baca juga: Benarkah Pluto akan kembali menjadi planet? Inilah yang dikatakan para ilmuwan

Menurut NASA, atmosfer Neptunus sama dengan Uranus, yang terdiri dari hidrogen, helium, dan amonium.

Planet yang terbuat dari es

Raksasa es adalah planet masif yang sebagian besar terdiri dari zat yang lebih berat daripada helium dan hidrogen.

Planet yang sebagian besar terdiri dari es, yaitu Uranus dan Neptunus, sebagian besar terdiri dari oksigen, nitrogen, karbon, dan belerang.

Baik Uranus maupun Neptunus tidak memiliki mantel hidrogen metalik yang dalam, seperti yang ditemukan di Jupiter dan Saturnus, dan sebagian besar adalah es.

Akibatnya, planet-planet besar ini dikenal sebagai raksasa es, untuk membedakannya dari raksasa gas Jupiter dan Saturnus.

Dapatkan pembaruan berita pilihan dan berita terbaru setiap hari dari Kompas.com. Gabung grup Telegram “Kompas.com News Update”, caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, lalu bergabung. Anda harus terlebih dahulu menginstal aplikasi Telegram di ponsel Anda.

READ  Ketekunan Rover Selidiki Batu Baru di Mars
Continue Reading

Ilmu

NASA menemukan bahwa lubang hitam melahirkan bintang

Published

on

Lubang hitam melahirkan bintang-bintang di galaksi kerdil terdekat.

Studi menunjukkan bahwa lubang hitam tidak selalu kejam dan merusak seperti dulu. Sebaliknya, mereka tampaknya dapat membentuk bintang, tidak hanya memakannya.

Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA telah mendeteksi lubang hitam di galaksi yang dikenal sebagai Henize 2-10, yang berjarak 30 juta tahun cahaya.

Selain menunjukkan bahwa lubang hitam bisa lebih produktif daripada yang kita sadari, penelitian baru ini juga dapat membantu kita memahami dari mana lubang hitam supermasif berasal.

Amy Raines, peneliti yang menerbitkan bukti pertama lubang hitam di galaksi pada tahun 2011, juga merupakan peneliti utama di makalah baru tersebut..

“Saya tahu sejak awal bahwa sesuatu yang tidak biasa dan istimewa sedang terjadi di Henize 2-10, dan sekarang Hubble telah memberikan gambaran yang sangat jelas tentang hubungan antara lubang hitam dan wilayah pembentuk bintang tetangga 230 tahun cahaya dari hitam. lubang,” katanya.

Sebuah makalah yang menjelaskan hasilnya, “Pembentukan Bintang yang Disebabkan oleh Lubang Hitam di Galaksi Katai Henize 2-10,” diterbitkan hari ini di amarah.

Di galaksi besar, material yang jatuh ke dalam lubang hitam terkoyak oleh medan magnet, menghasilkan ledakan plasma yang bergerak mendekati kecepatan cahaya. Setiap awan gas yang terperangkap dalam pesawat akan sangat panas sehingga akan membentuk bintang sama sekali.

Lubang hitam di galaksi kerdil Henize 2-10 lebih kecil, tetapi materi yang mengalir darinya mengalir lebih lembut. Ini berarti bahwa gas telah dikompresi dengan cara yang tepat untuk membantu membentuk bintang, bukan mencegahnya.

“Hanya 30 juta tahun cahaya jauhnya, Henize 2-10 cukup dekat sehingga Hubble dapat menangkap gambar yang sangat jelas dan bukti spektral dari aliran keluar lubang hitam. Kejutan tambahan adalah bahwa alih-alih menekan pembentukan bintang, aliran keluar tersebut menyebabkan lahirnya bintang baru. bintang.

READ  Penipuan baru yang menargetkan pengguna PayPal

Studi baru tentang lubang hitam oleh Hubble juga dapat membantu memberikan detail yang lebih baik tentang bagaimana lubang hitam supermasif ini terbentuk. Karena mereka tetap kecil, ini dapat memberikan gambaran tentang seperti apa lubang hitam lain – yang sekarang lebih besar – ketika mereka masih muda, dan bagaimana mereka bisa terbentuk dan tumbuh.

“Era lubang hitam pertama bukanlah sesuatu yang bisa kita lihat, jadi itu benar-benar menjadi pertanyaan besar: dari mana asalnya? Galaksi kerdil mungkin menyimpan beberapa kenangan tentang skenario implantasi lubang hitam yang seharusnya tidak terjadi. hilang dalam ruang dan waktu,” kata Rains dalam sebuah pernyataan.

Continue Reading

Trending