این ماده عجیب با خوردن نور خاصیت مغناطیسی بیشتری می‌گیرد

اکثر تحقیقات انجام شده روی مواد، به تعامل خاصیت مغناطیسی و الکتریسیته اشاره دارد؛ اما در تحقیق جدیدی که توسط محققان نیویورکی صورت گرفت، ماده‌ای ساخته شد که نسبت به نور واکنش نشان داده و با به دام انداختن نور، قدرت مغناطیس آن ده برابر بیشتر می‌شود. اثرات مخرب نور خورشید را نیز می‌توانید در این مقاله بخوانید.

خاصیت مغناطیسی چطور به وجود می‌آید؟

تمام مواد، از ذرات ریزی به نام اتم تشکیل شده‌اند و اتم‌ها، ذرات ریزتری به نام الکترون، پلوتون و نوترون دارند. الکترون‌ها ذراتی هستند که گشتاور مغناطیسی یا نیروی جاذبه دارند؛ اما جهت این نیرو در تمام الکترون‌های یک اتم، با همدیگر یکی نیست و بنابراین همدیگر را خنثی می‌کنند. در موادی مثل آهنربا، نیروی مغناطیسی بیشتر این الکترون‌ها هم‌جهت بوده و بنابراین، خاصیت جذب یا دفع اجسام مشابه خود را پیدا می‌کنند.

علت اهمیت خاصیت مغناطیسی این فراماده

به طور معمول تحقیقات انجام شده در حوزه مغناطیسی – الکتریکی هستند به این معنا که به تأثیر این دو نیرو، همچون تبدیل‌شدن نیروی الکتریکی به مغناطیسی و بلعکس آن اشاره دارند و مباحث مربوط به برهم‌کنش نور و تأثیر آن روی مغناطیس، کمتر پرداخت شده است. این پژوهش از پیش‌گامان تأثیر نور، روی خاصیت مغناطیسی مواد محسوب می‌شود.

عموماً مواد مغناطیسی معمول چنین واکنشی را به نور نشان نمی‌دهند و نور اثر به خصوصی روی عملکرد مغناطیسی آنها ندارد و این ماده نیز جزو اولین موادی است که چنین واکنشی را از خود نشان می‌دهد. امواج مغناطیسی و قدرت کنترل بشر روی آنها یکی از عوامل بنیادی در فناوری‌های مدرن محسوب می‌شود و سیستم‌های مغناطیسی زیادی، به قدرت تشخیص نور و حساسیت نسبت به آن نیاز دارند.

روش کار این فراماده خاص

محققی به نام Vinod M. Menon به همراه گروه تحقیقاتی خود، ماده‌ای از گوگرد، کرم و برم ساختند که هنگام قرارگرفتن در معرض نور و یک میدان مغناطیسی خارجی، خاصیت مغناطیسی آن ده برابر افزایش پیدا می‌کند.

این ماده جدید، شبه ذرات اکسیتون را در درون خود دارد که در دو جهت مخالف هم یکی روبه‌جلو و دیگری روبه‌عقب، برهم‌کنش نوری دارند. این به این معنی است که هنگام برخورد نور به این ماده، نور در بین جهت‌های مختلف اکسیتون‌ها گیر می‌افتد و این برهم‌کنش، سرعت نور را تغییر داده و با تغییر امواج آن به سمت فروسرخ حتی رنگ ماده را هم تغییر می‌دهد. (وقتی طول‌موج امواج مرئی نور بیشتر می‌شود، به امواج فروسرخ تبدیل می‌شوند).

پس از به دام افتادن نور، وقتی این ماده در معرض یک ماده دیگر با خاصیت مغناطیسی یا اصطلاحاً یک میدان مغناطیسی خارجی قرار می‌گیرد، نیروی کشش آن افزایش پیدا کرده و به این شکل جذب نور، قدرت مغناطیسی آن را بیشتر می‌کند.

کاربردهای مهم این دستاورد

مباحث کشف شده در این پژوهش، زمینه‌ساز ساخت وسایلی چون دستگاه‌های مغناطیسی – اپتیکی، لیزرهای مغناطیسی و برنامه‌های مربوط به انتقال کوانتوم در آینده هستند. به لطف این پژوهش، توسعه لیزرها و دستگاه‌هایی که به مواد مغناطیسی با واکنش نوری خاص نیاز دارند، سرعت و بهبود میابد.

سخن آخر

اگرچه مواد زیادی با خاصیت مغناطیسی در دنیا وجود دارند؛ اما کمتر ماده‌ای قادر به جذب نور و به دام انداختن آن در خود می‌شود. نور عموماً واکنش خاصی به این مواد نشان نمی‌دهد. در پژوهش اخیر یک گروه تحقیقاتی، ماده‌ای ساخته شد که با جذب نور در خود، نیروی کشش بیشتری نشان می‌دهد. این موضوع به ساخت لیزرهای مغناطیسی و توسعه لوازمی که به واکنش نوری نیازمندند، کمک بسیار بزرگی خواهد کرد.