เครื่องชนกัน ‘Quasiparticle’ สามารถช่วยประดิษฐ์วัสดุที่ดี สล็อตเว็บตรง แตกง่าย กว่าสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์, อิเล็กทรอนิกส์ นักฟิสิกส์ทุกกลุ่มดูเหมือนจะมีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน: พวกเขาชอบที่จะทุบสิ่งต่างๆ เข้าด้วยกัน ปัจจุบันประเพณีอันทรงเกียรตินี้ได้ถูกขยายจากอนุภาคที่คุ้นเคย เช่น อิเล็กตรอน โปรตอน และนิวเคลียสของอะตอม ไปจนถึงอนุภาคควอซิเพิล ซึ่งทำหน้าที่เหมือนอนุภาคแต่กลับไม่เป็นเช่นนั้น
quasiparticles เกิดจากกลุ่มของอนุภาคในวัสดุที่เป็นของแข็งซึ่งมีพฤติกรรมรวมกันเหมือนอนุภาคที่เป็นหนึ่งเดียวกัน ( SN: 10/18/14, p. 22 ) quasiparticle collider เครื่องแรกซึ่งอธิบายไว้ในวันที่ 11 พฤษภาคมในNatureช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบพฤติกรรมของอนุภาคมารยาทได้ เป็นเครื่องมือที่อาจนำนักวิจัยไปสู่การปรับปรุงวัสดุสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์และการใช้งานด้านอิเล็กทรอนิกส์
นักฟิสิกส์ Peter Hommelhoff จากมหาวิทยาลัย Erlangen-Nuremberg ในเยอรมนี กล่าวว่า “การชนกันของอนุภาคเป็นสิ่งที่สอนเราอย่างมาก quasiparticles ที่ชนกัน “เป็นเรื่องที่น่าสนใจจริงๆ และมันใหม่จริงๆ และน่าอัศจรรย์ทีเดียว”
การควบคุมอนุภาคเทียมที่หายวับไปเหล่านี้เป็นเรื่องท้าทาย
นักฟิสิกส์ Rupert Huber จาก University of Regensburg ในเยอรมนี กล่าวว่า”พวกมันมีอายุสั้นมากและคุณไม่สามารถนำพวกมันออกจากที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติ ได้ แต่อนุภาคควอซิพิเคิลเป็นวิธีที่มีประโยชน์สำหรับนักฟิสิกส์ในการทำความเข้าใจว่าอนุภาคจำนวนมากมีปฏิกิริยาอย่างไรในของแข็ง
quasiparticle หนึ่งที่เรียกว่ารูเป็นผลมาจากอิเล็กตรอนที่ขาดหายไปซึ่งก่อให้เกิดความว่างเปล่าในทะเลของอิเล็กตรอน รูจะเคลื่อนที่ไปรอบๆ วัสดุ โดยมีลักษณะเหมือนอนุภาคที่มีประจุบวก การเคลื่อนไหวที่ชัดเจนเป็นผลมาจากการกระแทกของอิเล็กตรอนจำนวนมาก
quasiparticle collider ใหม่นี้ทำงานโดยการกระแทกรูเข้าไปในอิเล็กตรอน นักวิจัยได้สร้างอิเล็กตรอนคู่และรูในวัสดุที่เรียกว่าทังสเตน diselenide โดยใช้คลื่นแสงสั้น ๆ จากนั้นโดยใช้คลื่นอินฟราเรดเพื่อสร้างสนามไฟฟ้าที่สั่น นักวิจัยได้ฉีกอิเล็กตรอนและรูออกจากกัน แล้วกระแทกกลับเข้าหากันอีกครั้งด้วยความเร็วหลายพันกิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งทั้งหมดอยู่ภายในประมาณ 10 ล้านในพันล้านวินาที
การชนกันทิ้งรอยประทับไว้ในแสงที่ปล่อยออกมาในภายหลัง ซึ่งนักวิจัยวิเคราะห์เพื่อศึกษาคุณสมบัติของการชนกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อรูรวมตัวกับอิเล็กตรอน พวกมันสามารถจับกันเป็นสภาวะคล้ายอะตอมที่เรียกว่า exciton นักวิจัยใช้เครื่องชนกันเพื่อประเมินพลังงานยึดเหนี่ยวของ exciton ซึ่งเป็นการวัดความพยายามในการแยกทั้งคู่ออกจากกัน
เครื่องชนกันอาจมีประโยชน์สำหรับการทำความเข้าใจว่าอนุภาคควอซิพิเคิลทำงานอย่างไรในวัสดุ — วิธีที่พวกมันเคลื่อนที่ โต้ตอบ และชนกัน คุณสมบัติของอนุภาคกึ่งอนุภาคดังกล่าวมีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับวัสดุที่ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ ฮูเบอร์กล่าว เมื่อแสงอาทิตย์ถูกดูดกลืนเข้าไปในเซลล์สุริยะ จะผลิตอิเล็กตรอนและรูคู่หนึ่งซึ่งต้องแยกและเก็บเกี่ยวเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า
นักวิจัยยังหวังว่าจะศึกษาควอซิพิเคิลในวัสดุอื่นๆ
เช่น กราฟีน แผ่นคาร์บอนหนาหนึ่งอะตอม ( SN: 08/13/11, หน้า 26 ) นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะใช้กราฟีนเพื่อสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่นสูงและบางเฉียบ รวมถึงการใช้งานอื่นๆ กราฟีนมีคุณสมบัติที่ผิดปกติมากมาย อย่างน้อยที่สุดก็คือ อิเล็กตรอนของกราฟีนสามารถคิดได้ว่าเป็นควอซิเพิลเคิล ต่างจากอิเล็กตรอนทั่วไป พวกมันมีพฤติกรรมเหมือนไม่มีมวล
แม้ว่า WIMPs และ axions จะยังคงเป็นผู้นำ แต่นักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มที่จะก้าวข้ามความเป็นไปได้ทั้งสองนี้ ระหว่าง axions รุ่นเฟเธอร์เวทและ WIMP ขนาดใหญ่นั้นมีมวลมากมายที่ยังไม่ได้มีการสำรวจมาก่อน นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Kathryn Zurek จาก Lawrence Berkeley National Laboratory ในแคลิฟอร์เนีย กล่าวว่า ทฤษฎีที่ชื่นชอบของนักวิทยาศาสตร์ไม่ได้ทำนายอนุภาคสสารมืดที่มีมวลปานกลางเช่นนี้ แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าจะไม่พบสสารมืดที่นั่น Zurek สนับสนุนการค้นหาที่หลากหลายในวงกว้าง แทนที่จะมุ่งเน้นไปที่ทฤษฎีใดทฤษฎีหนึ่งโดยเฉพาะ “การตรวจจับสสารมืดโดยตรงไม่ได้มีขนาดเดียว” เธอกล่าว
ในบทความสองฉบับที่ตีพิมพ์ในPhysical Review Lettersเมื่อวันที่ 7 มกราคม และ 14 กันยายน Zurek และเพื่อนร่วมงานเสนอให้ใช้ตัวนำยิ่งยวด ซึ่งเป็นวัสดุที่ช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลได้โดยไม่มีความต้านทานและsuperfluids ซึ่งช่วยให้ของเหลวไหลได้โดยไม่มีแรงเสียดทานเพื่อตรวจจับอนุภาคสสารมืดที่มีแสง “เรากำลังพยายามขยายขอบเขตเครื่องมือในการค้นหาสสารมืดให้กว้างขึ้น” Zurek กล่าว ในทำนองเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์ที่กำลังจะมีการทดลอง Super Cryogenic Dark Matter Search SNOLAB ซึ่งตั้งอยู่ในห้องทดลองใต้ดินในเมือง Sudbury ประเทศแคนาดา จะใช้เครื่องตรวจจับที่ทำจากเจอร์เมเนียมและซิลิกอนเพื่อค้นหาสสารมืดที่มีมวลน้อยกว่าที่การทดลองด้วยซีนอนจะทำได้
นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เลิกทดลองซีนอน WIMP ในเร็วๆ นี้ การทดลองบางอย่างจะขยายขนาดขึ้น จากซีนอนเหลวหลายร้อยกิโลกรัมเป็นตัน เพื่อเพิ่มโอกาสในการจับอนุภาคสสารมืดได้ทันที XENON100 รุ่นต่อไปคือการทดสอบ XENON1T (ออกเสียงว่า “XENON one ton”) เกือบจะพร้อมที่จะเริ่มรับข้อมูลแล้ว การทดลองรุ่นต่อไปของ LUX หรือที่เรียกว่า LUX-ZEPLIN หรือ LZ มีกำหนดจะเริ่มในปี 2020 นักวิทยาศาสตร์ของ PandaX-II ก็กำลังวางแผนสร้างภาคต่อด้วยเช่นกัน นักฟิสิกส์ยังคงมองโลกในแง่ดีว่าในที่สุดเครื่องตรวจจับเหล่านี้จะพบอนุภาคที่เข้าใจยาก “บางทีเราอาจจะมีโอกาสได้เห็นสิ่งที่ไม่มีใครเคยเห็น” Xiangdong Ji จาก Shanghai Jiao Tong University ผู้นำของ PandaX-II กล่าว “นั่นเป็นสิ่งที่น่าตื่นเต้นมาก” สล็อตเว็บตรง แตกง่าย / ซีรีย์จีน พากย์ไทย
