ظاهرة فيزيائية جديدة تحرّك الاليكترونات إلى سرعات لا يمكن تصديقها
تخيل أنك تحاول دفع 50 شخص خلال الباب في الوقت نفسه. إن ضغط تجمعهم ومحاولتهم الخروج معاً سيبطيء كل فرد منهم.
هل هناك طريقة تجعلهم يخرجون معاً، وبسرعة تفوق سرعة خروج الشخص الواحد؟
قد يبدو هذا جنونياً، لكن وجد العلماء طريقة تجعل الاليكترونات وتحت ظروف خاصة تنضغط معاً وتمر عبر مساحة ضيقة بسرعة تتجاوز الحدود الفيزيائية المعروفة.
 |
| (حد مقذوفات لاندور) |
أطلق العلماء على هذه الظاهرة تدفق المقذوفات الفائق Superballistic Flow ، وفيها أن مجموعة من الإليكترونات بإمكانها الانتقال في مساحة ضيقة اسرع من انتقال اليكترون منفرد وتقريباً بلا مقاومة.
وهذا شيء ضخم، فكرة هائلة، لأنه من الممكن أن يحصل عند درجات حرارة معتادة - درجة حرارة الغرفة - بينما المواد فائقة الموصلية التي تنتقل فيها الاليكترونات بلا مقاومة لا تحدث إلا عند درجات حرارة منخفضة جداً ( -217°س أو -450° ف).
تبين أن مجموعة الإليكترونات هذه بإمكانها تعديل ( احداثياتها ) واتجاه حركتها وموقعها بطريقة تجعل منها ما يشبه التيار الذي تتجاوز سرعته سرعة الإليكترون المحددة والمتعارف عليها بحد مقذوفات لاندور Landauer's ballistic Limit.
لتوضيح هذه الفكرة علينا ان نتذكر سلوك جسيمات الغاز في وعاء. فبسبب صغر حجم الجسيمات - على المستوى الذري - وعشوائية حركتها فإن احتمال اصطدامها ببعضها أقل من احتمالية اصطدامها بالوعاء الذي يحويها، ومع كل اصطدام بالوعاء فإنها تفقد جزءاً من طاقتها مما يقلل سرعتها ويبطئ مرورها.
لكن، لو جعلنا حجم الجسيمات أكبر - المستوى الجزيئي مثلاً - فإن احتمال اصطدامها ببعضها أكبر من احتمال اصطدامها بجدران الوعاء. ولأن النظام الداخلي محافظ، فهذا يعني أن مجموع طاقة الجزيئات الداخلي ثابت، أي أنها لا تخسر طاقتها حتى مع الاصطدام. وهذا يعني أن الجزيئات ككل تصل إلى مستويات طاقة لا يصلها الجزيء المنفرد.
حاول العلماء تطبيق هذا المبدأ على اليكترونات مادة الجرافين، ووجدوا أن الاليكترونات قد تحركت معاً باحداثيات محددة وعلى شكل تيار، وبسبب حفاظها على طاقتها مجتمعة فإنها تجاوزت حد السرعة المتعارف عليه للإليكترونات إلى أفق أكبر.
عندما قلت المقاومة - نتيجة لتأثير تيار الإليكترونات قل زخم الحركة مما جعل السرعة تزداد.
يعتقد العلماء أن بمقدورهم ونتيجة لهذه الظاهرة تصميم أجهزة اليكترونية تنتج طاقة أكبر مما تأخذ.
