به گزارش خبرنگار علمی باشگاه خبرنگاران؛ تیمی به رهبری یاسوهیرو ماتسودا (Yasuhiro Matsuda) از دانشگاه توکیو٬ فاز جدیدی از اکسیژن جامد را کشف کرده‌اند که با اعمال یک میدان مغناطیسی فوق‌العاده قوی (۱۲۰ تا ۱۹۳ تسلا) قابل دسترسی است. 

 

آن‌طور که آزمایش این تیم نشان می‌دهد این فاز جدید نتیجه‌ای است از گذار مرتبه‌ی اول که گذاری است هم مغناطیسی و هم ساختاری: فاز پادفرومغناطیس فرو می‌پاشد و تقارن بلور تغییر می‌کند. این یافته٬ بعد جدیدی به نمودار فاز اکسیژن اضافه کرده و یک نمایش اصلی از چگونگی جفت‌شدگی قوی میان اسپین و شبکه در یک جامد را به نمایش می‌گذارد. 

 

بلورهای مولکولی٬ مثل شکر٬ یخ یا کاکلوجن‌ها (عناصر گروه شانزده جدول تناوبی همچون اکسیژن) از مولکول‌هایی ساخته شده‌اند که با نیروهای واندروالسی در کنار یکدیگر نگه داشته شده‌اند. وقتی این مواد حالت بلورین به خود می‌گیرند٬ ساختارهایی تشکیل می‌دهند که ویژگی‌های آن به اندرکنش‌های بین‌مولکولی وابسته است.  

 

چنان پیش‌بینی‌های نظری زمانی می‌توانند در معرض آزمایش قرار گیرند که دایمر O2-O2 با موفقیت با استفاده از نانوپلیمرهای هماهنگی متخلخل سنتز شوند. اندازه‌گیری‌های پراش اشعه‌ی ایکس در دماهای پائین نشان می‌کند که هندسه‌ی H (که در جامد مولکولی ظاهر می‌شود) در سیستم دایمری مستحکم است. با این وجود اندازه‌گیری‌های مغناطیسی نتوانسته تنها برپایه‌ی مدل هایزنبرگ و هندسه‌ی H تفسیر شود.  

 

درحالی‌که طیف‌سنجی اپتیکی به وضوح یک گذار ساختاری را به نمایش می‌گذارد٬ یک پرسش مهم٬ تعیین ساختار بلوری این فاز نادر است. این سوال بسیار چالش‌برانگیز خواهد بود چون میدان مغناطیسیِ اعمالی پالسی است (با مدت‌زمان کمتر از ده میکروثانیه) که باعث می‌شود پویش این ساختار جدید با روش‌های اندازه‌گیری‌های سنتی که برای پراش وجود دارد٬ دشوار باشد. در غیاب هرگونه آزمایش قابل اتکا٬ این معما ابتداعاً بایستی با پیش‌بینی‌های ساختار بلوری دست و پنجه نرم کند. نهایتاً مطالعات بیشتر در دماهای بالا برای جمع‌آوری تصویری کامل از فیزیک سیستم موردنظر (که نمودار کامل فاز میدان-دمایی اکسیژن جامد را تعیین می‌کند) نیاز خواهد بود.

انتهای پیام/