اكتشفت دراسة جديدة من جامعة شيكاغو وجامعة شانشي طريقة لمحاكاة الموصلية الفائقة باستخدام ضوء الليزر. تحدث الموصلية الفائقة عندما يتم ثني ورقتين من الجرافين قليلاً عند وضعهما معًا في طبقات. يمكن استخدام تقنيتهم ​​الجديدة لفهم سلوك المواد بشكل أفضل ويمكن أن تفتح الطريق أمام التقنيات الكمومية أو الإلكترونيات المستقبلية. وقد نشرت مؤخرا نتائج البحوث ذات الصلة في مجلة الطبيعة.

قبل أربع سنوات، توصل الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إلى اكتشاف مذهل: إذا تم ثني الصفائح العادية من ذرات الكربون أثناء تكديسها، فيمكن تحويلها إلى موصلات فائقة. تتمتع المواد النادرة مثل "الموصلات الفائقة" بقدرة فريدة على نقل الطاقة بشكل لا تشوبه شائبة. تعد الموصلات الفائقة أيضًا أساس التصوير بالرنين المغناطيسي الحالي، لذلك يمكن للعلماء والمهندسين العثور على العديد من الاستخدامات لها. ومع ذلك، فإن لها العديد من العيوب، مثل الحاجة إلى التبريد تحت الصفر المطلق لتعمل بشكل صحيح. ويعتقد الباحثون أنهم إذا فهموا الفيزياء والتأثيرات بشكل كامل، فيمكنهم تطوير موصلات فائقة جديدة وفتح إمكانيات تكنولوجية مختلفة. سبق أن ابتكر مختبر تشين ومجموعة الأبحاث بجامعة شانشي طرقًا لتكرار المواد الكمومية المعقدة باستخدام الذرات المبردة والليزر لتسهيل تحليلها. وفي غضون ذلك، يأملون أن يفعلوا الشيء نفسه مع نظام ثنائي الطبقة ملتوي. لذلك، قام فريق البحث والعلماء من جامعة شانشي بتطوير طريقة جديدة "لمحاكاة" هذه الشبكات الملتوية. وبعد تبريد الذرات، استخدموا الليزر لترتيب ذرات الروبيديوم في شبكتين، مكدستين فوق بعضهما البعض. ثم استخدم العلماء الموجات الدقيقة لتسهيل التفاعل بين الشبكتين. وتبين أن الاثنين يعملان بشكل جيد معًا. يمكن للجسيمات أن تتحرك عبر المادة دون أن يبطئها الاحتكاك، وذلك بفضل ظاهرة تعرف باسم "الميوعة الفائقة"، والتي تشبه الموصلية الفائقة. إن قدرة النظام على تغيير الاتجاه الملتوي لشبكتين سمحت للباحثين باكتشاف نوع جديد من السوائل الفائقة في الذرات. ووجد الباحثون أنهم يستطيعون ضبط قوة تفاعل الشبكتين عن طريق تغيير شدة الموجات الميكروية، ويمكنهم تدوير الشبكتين بالليزر دون بذل الكثير من الجهد - مما يجعل النظام مرنًا بشكل ملحوظ. على سبيل المثال، إذا أراد الباحث استكشاف ما هو أبعد من طبقتين أو ثلاث أو حتى أربع طبقات، فإن الإعداد الموضح أعلاه يجعل من السهل القيام بذلك. في كل مرة يكتشف شخص ما موصلًا فائقًا جديدًا، ينظر عالم الفيزياء بإعجاب. ولكن هذه المرة كانت النتيجة مثيرة بشكل خاص لأنها تعتمد على مادة بسيطة وشائعة مثل الجرافين.