مقالة : علماء صينيون يكتشفون ظاهرة جديدة تستحق جائزة نوبل

بكين 18 أبريل 2013/ اكتشف علماء صينيون ظاهرة هول الشاذة الكمية لأول مرة في العالم، ما يساعد على تسريع ثورة تكنولوجيا المعلومات وتطوير أجهزة الكترونية منخفضة استهلاك الطاقة.

وصرح الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء والعميد الفخري لمعهد البحوث العالي لجامعة تسينغهوا يانغ تشن نينغ في مؤتمر صحفي عقد مؤخرا أن هذا الاكتشاف يعد اختراقا في مجاله ويستحق جائزة نوبل، مؤكدا أنه الأول من نوعه في تاريخ الصين.

وقال شيويه تشي كون, أكاديمي من أكاديمية العلوم الصينية والذي يرأس فريقا عاملا في هذا المشروع منذ عام 2008, انه إذا استخدم هذا الاكتشاف في المستقبل سيساعد على تقليل استهلاك الطاقة غير الضروري الناجم عن تصادم الالكترونات غير المنتظم.

يذكر أن ظاهرة هول عبارة عن تأثير اكتشفه الفيزيائي الأمريكي إدوين هربرت هول في عام 1879، وهي ظاهرة تحدث عندما يمر تيار كهربائي عبر موصل موجود في حقل مغناطيسي، وعندما يكون التيار الكهربائي الذي يمر بالموصل عموديا على الحقل المغناطيسي الموجود حول هذا الموصل يظهر تأثير هول على شكل جهد كهربائي (يسمى جهد هول) عبر الموصل. ويكون جهد هول باتجاه عمودي على كل من اتجاهي التيار والحقل المغناطيسي. وان تأثير هول الشاذ هو تأثير هول الذي يحدث في حالة عدم وجود حقل مغناطيسي.

إن الاكتشاف الجديد الذي قام به العلماء الصينيون هذه المرة هو تأثير هول الشاذ الكمي، وهو تأثير مناظر لتأثير هول الشاذ الكلاسيكي على أساس نظرية الكوانتوم (نظرية الكم).

وقال شيويه انه إذا أردنا معرفة ظاهرة هول الشاذة الكمية، لا بد أن نعرف تأثير هول الكمي أولا.

"فنحن نواجه حالات سخونة أجهزة الكمبيوتر وفقدان بعض من الطاقة وتباطؤ السرعة عندما نستخدم تلك الأجهزة." وتظهر هذه الظواهر لأن الالكترونات لا تتحرك في خط محدد وتتصادم مع بعضها البعض مما يؤدى إلى فقدان جزء الطاقة.

ووصف شيويه تأثير هول الكمي بان يمكن من خلاله وضع قواعد لحركات الالكترونات لينطلق الإلكترون في طريقه كالانطلاق في طريق سريع.أما في الحالة العادية، فيجري الإلكترون كالجري في سوق مزدحم.

ويمكن لتأثير هول الكمي أن يعالج مشكلة السخونة بسبب تصادم الالكترونات فهو يملك قوة التطبيق الكامنة الكبيرة في الحوسبة الكمية وتخزين المعلومات الكمي. وستتمتع دوائر التكامل الضخمة المصممة وفقا لهذا التأثير بميزة الانخفاض الكبير في استهلاك الطاقة.

الا أن تأثير هول الكمي يحتاج إلى حقل مغناطيسي قوي جدا, وتوجد مشاكل مثل الثمن الباهظ لتوفير حقل مغناطيسي قوى وكبير الحجم ما لا يناسب أجهزة الكمبيوتر الشخصية والمحمولة.

وتتمثل الميزة الرائعة لتأثير هول الشاذ الكمي في تحقيق ظاهرة هول الكمية بدون حقل مغناطيسي، ما يسهل استخدام الأجهزة الالكترونية.

وأشار العلماء إلى أن ظاهرة هول الشاذة الكمية ستدفع تطوير ترانزيستورات منخفضة استهلاك الطاقة وأجهزة الكترونية منخفضة الطاقة. وسيقلل حجم أجهزة الكمبيوتر في المستقبل, اذ سيكون من الممكن أن يصبح حجم جهاز كمبيوتر يقوم بالحوسبة مئة مليار مرة لكل ثانية بحجم جهاز أيباد الحالي.

وقال شيويه انه مازال الطريق طويل بين التجارب المختبرية والتطبيق العملي.

يذكر أن اختبارات تأثير هول الكمي الكلي واختبارات تأثير هول الكمي الجزئي حصلت على جائزة نوبل للفيزياء في عام 1985 وعام 1998 على التوالي.

/مصدر: شينخوا/