ทีมนักฟิสิกส์นานาชาติได้สังเกตเห็นการไหลของอิเล็กตรอนในรูปแบบคล้ายน้ำวนที่เรียกว่า vortices เป็นครั้งแรก หลักฐานของพฤติกรรมคล้ายของไหลที่คาดการณ์ไว้นานแล้วแต่ไม่เคยปรากฏมาก่อนในการทดลองนี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์เพื่อสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ในวัสดุทั่วไป การไหลของอิเล็กตรอนได้รับอิทธิพลอย่างมากจากสิ่งเจือปนและการสั่นสะเทือนของอะตอม
ซึ่งทั้งสอง
อย่างนี้ทำให้อิเล็กตรอนเกิดการกระเจิง ในวัสดุที่สะอาดเป็นพิเศษและที่อุณหภูมิใกล้ศูนย์ซึ่งไม่มีกระบวนการแบบดั้งเดิมดังกล่าว อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่อย่างไร้สิ่งกีดขวางไปทั่ววัสดุ เช่น ลูกบิลเลียด อย่างไรก็ตาม ในบางกรณีที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก เมื่ออิเล็กตรอนมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกัน
อย่างรุนแรง อิเล็กตรอนจะถูกคาดการณ์ว่าจะเคลื่อนที่รวมกันเป็นของเหลว ในปี 2560 ทีมงานที่นำจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ในสหรัฐอเมริกา ร่วมกับเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในสหราชอาณาจักรได้สังเกตพฤติกรรมของอิเล็กตรอนที่มีลักษณะคล้ายของไหลในตัวอย่างกราฟีน
(แผ่นอะตอมของคาร์บอนเพียงแผ่นเดียว อะตอมหนา) ที่มีช่องบาง ๆ ที่มีจุดหยิกหลายจุด กระแสที่ส่งผ่านช่องไหลผ่านการหดตัวโดยแทบไม่มีแรงต้านทาน หมายความว่าอิเล็กตรอนที่ประกอบเป็นกระแสสามารถบีบผ่านจุดบีบรวมกันแทนที่จะผ่านทีละจุด
อิเลคตรอนทำตัวเหมือนคลื่นควอนตัม ในงานใหม่ และเพื่อนร่วมงานจากสถาบันวิทยาศาสตร์ Weizmann ของอิสราเอล และมหาวิทยาลัยโคโลราโดที่เดนเวอร์ในสหรัฐอเมริกา ศึกษาอิเล็กตรอนในทังสเตนไดเทลลูไรด์ (WTe 2 ) วัสดุนี้เป็นโลหะกึ่งโลหะ Weyl ชนิด ultraclean ชนิด II ซึ่งเป็นชั้น
ของวัสดุทอพอโลยีที่ค้นพบเมื่อเร็วๆ นี้ (วัสดุที่สามารถเป็นฉนวนเป็นกลุ่มแต่มีสถานะพื้นผิวนำไฟฟ้าเนื่องจากลำดับทอพอโลยีที่มีการป้องกันแบบสมมาตร) เป็นที่ทราบกันดีว่า WTe 2มีคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่แปลกใหม่เมื่อสร้างเป็นเกล็ดสองมิติที่มีความหนาเพียงอะตอมเดียว Levitov อธิบายว่า
มันเป็นหนึ่ง
ในวัสดุควอนตัมใหม่หลายชนิดที่อิเล็กตรอนมีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรงและทำตัวเป็นคลื่นควอนตัมแทนที่จะเป็นอนุภาคในการสังเกตอิเล็กตรอนที่ไหลวนในกระแสน้ำวน นักวิจัยได้สังเคราะห์ผลึกเดี่ยวบริสุทธิ์ของ WTe 2 ก่อน และขูดเกล็ดบางๆ ของวัสดุออก จากนั้นพวกเขาใช้การพิมพ์หินด้วยลำแสงอิเล็กตรอน
และการกัดด้วยพลาสมาเพื่อสร้างลวดลายแต่ละเกล็ดให้เป็นช่องแคบๆ และช่องวงกลมสองช่องที่เชื่อมต่อกันที่ด้านข้าง สมาชิกในทีมบอกกับ Physics Worldว่า “รูปทรงเรขาคณิตนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แรงเฉือนเป็นไปได้ในการบังคับของเหลวอิเล็กตรอนในห้องด้วยกระแสไฟฟ้าที่ไหลในช่องแคบ”
“จากนั้นเราก็ใช้แมกนีโตมิเตอร์แบบสแกนที่มีความไวสูงมากซึ่งออกแบบในห้องปฏิบัติการของเรา ซึ่งจะตรวจจับสนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าที่ไหล” ในที่สุด นักวิจัยได้สร้างกระแสไฟฟ้าขึ้นใหม่จากภาพสนามแม่เหล็กที่วัดได้เพื่อเน้นกระแสน้ำวนอย่างชัดเจน ระบอบอุทกพลศาสตร์จากการวิเคราะห์
พบว่าอิเล็กตรอนที่ไหลผ่านช่องทำให้อิเล็กตรอนในแต่ละช่องด้านข้างหมุนวนเป็นวังวน ยิ่งไปกว่านั้น กระแสน้ำวนมีเฉพาะในรูรับแสงขนาดเล็กเท่านั้น โดยกระแสน้ำวนจะเป็นแบบราบเรียบ (นั่นคือ ไม่มีกระแสน้ำวน) สำหรับรูรับแสงขนาดใหญ่ ใกล้กับการเปลี่ยน จะเห็นกระแสน้ำวนเดียวในห้อง
ที่แยกออก
การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าอาจมีกลไกอุทกพลศาสตร์แบบใหม่ในผลึกบริสุทธิ์บางๆ ในลักษณะที่การแพร่กระจายของโมเมนตัมของอิเล็กตรอนเกิดขึ้นได้จากการกระเจิงมุมเล็กๆ บนพื้นผิวของวัสดุ แทนที่จะเป็นการกระเจิงของอิเล็กตรอน-อิเล็กตรอนแบบปกติ ซึ่งจะอ่อนแอมากที่ระดับต่ำ อุณหภูมิ
พารา-อุทกพลศาสตร์ที่เกิดจากพื้นผิวนี้ ตามที่นักวิจัยได้ขนานนามว่า พารา-อุทกไดนามิกส์ มีลักษณะหลายอย่างเหมือนกันกับอุทกพลศาสตร์ทั่วไป รวมทั้งกระแสน้ำวน จากข้อมูลของทีม การค้นพบนี้สามารถช่วยนักวิจัยในการออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
กล่าวว่า “เรารู้ว่าเมื่อใดที่อิเล็กตรอนอยู่ในสถานะของไหล การสลายตัวของ [พลังงาน] จะลดลง และนั่นเป็นเรื่องที่น่าสนใจในการพยายามออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พลังงานต่ำ” กล่าว “ข้อสังเกตใหม่นี้เป็นอีกก้าวหนึ่งในทิศทางนั้น”เป็นสองส่วน ซึ่งเป็นพฤติกรรมที่คาดหวังในระบอบอุทกพลศาสตร์
เปลือกจริงอาจสร้างขึ้นจากดาวเคราะห์และดาวเคราะห์น้อยของระบบ อาจไม่เสถียรทางกลไก (ดังที่ Dyson รู้) แต่โครงสร้างขนาดใหญ่อื่นๆ เช่น “กรง” ทรงกลม “ฝูง” “ฟองสบู่” หรือ “วงแหวน” จะใช้งานได้ ตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์บนโครงสร้างเหล่านี้สามารถส่งคลื่นไมโครเวฟไปยังพื้นผิวดาวเคราะห์
เพื่อเป็นพลังงาน ซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนสเปกตรัมของดาวได้อย่างมาก ทำให้เกิดวัตถุสีดำอินฟราเรด ในกรณีของดวงอาทิตย์ของเรา ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ลำดับหลักประเภท G เปลือกที่ระยะการโคจรของโลกจะเรืองแสงด้วยความร้อนเหลือทิ้งด้วยสเปกตรัมวัตถุสีดำที่อุณหภูมิประมาณ 300 K แผ่รังสี
ที่ความยาวคลื่นสูงสุด 10 μม. นักวิจัยยังพบว่าทรงกลมไดสันที่ร้อนระอุรอบหลุมดำมวลดาวฤกษ์ในทางช้างเผือกภายในรัศมี 10 กิโลพาร์เซกของเรา จะสามารถตรวจจับได้ในรังสีอัลตราไวโอเลต แสง อินฟราเรดใกล้ และอินฟราเรดกลาง ทำให้สามารถมองเห็นได้โดยเครื่องมือในปัจจุบัน เช่น กล้อง
ไว ด์ฟิลด์ 3 บนกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล มีการค้นหาโครงสร้างของไดสันหลายครั้งในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ทั้งในกาแลคซีของเราและที่อื่น ๆ โดยเริ่มจากข้อมูลจากดาวเทียมดาราศาสตร์อินฟราเรดที่เปิดตัวในปี 1983 “วันนี้ ภารกิจ กำลังวัดระยะทางที่แม่นยำถึงหลายร้อย นับล้านดวงซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของการค้นหาทรงกลมไดสันในทางช้างเผือกได้อย่างมาก” เจสัน ไรท์
แนะนำ 666slotclub / hob66
