მკვლევართა ორმა დამოუკიდებელმა ჯგუფმა აღმოაჩინა მტკიცებულება უმასო ნაწილაკის თეორიული ტიპის, ვეილის ფერმიონების არსებობაზე. აღმოჩენის ავტორები არიან ნიუ-ჯერსიში მდებარე პრინსტონის უნივერსიტეტისა და მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის მეცნიერები. აღმოჩენა შეიძლება ელექტრონიკის ახალი, გაუმჯობესებული ეპოქის მაუწყებელი იყოს.
ვეილის ფერმიონების არსებობა პირველად ივარაუდა გერმანელმა მათემატიკოსმა და ფიზიკოსმა ჰერმან ვეილმა 1929 წელს. ისინი სუბატომური ნაწილაკების ერთ-ერთი საშენი ბლოკები უნდა ყოფილიყვნენ და ამასთან უნიკალურები, რადგან არ ექნებოდათ მასა და კრისტალში მოიქცეოდნენ როგორც მატერიის, ისე ანტიმატერიის მსგავსად, რომელსაც რეგულარული მატერიის ანალოგიური მასა, მაგრამ საპირისპირო მუხტი და სხვა თვისებები აქვს.
თავდაპირველად ისინი არასწორად იყვნენ გაიგივებული ნეიტრინოებთან, სანამ 1998 წელს არ დადგინდა, რომ ნეიტრინოებს ძალიან მცირე მასა გააჩნიათ. ამჟამად კი მკვლევარები აცხადებენ, რომ 86 წლიანი საიდუმლო ამოხსნეს. ორივე ჯგუფის კვლევის შედეგები გამოქვეყნდა სამეცნიერო ჟურნალში „Science”.
ფერმიონების აღმოჩენა მათ ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად შეძლეს ნახევრად მეტალის, თვისებებით იზოლატორსა და გამტარს შორის მყოფი ტანტალის არსენიდის კრისტალების პროტონებით დაბომბვით. ვეილის ფერმიონები დამოუკიდებლად, ცალკეულ ნაწილაკებად ვერ არსებობენ, არამედ კვაზინაწილაკების სახით – რაც იმპულსისა და პოზიციის მქონე ენერგიის კვანტია, რომელიც ნაწილაკივით მოქმედებს. „სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს არის ელექტრონული აქტივობა, რომელიც თავისუფალ სივრცეში მყოფი ნაწილაკებივით იქცევა”, აცხადებს IEEE (ელექტროტექნიკისა და ელექტრონიკის ინჟინერთა ინსტიტუტი).
თუმცა მათი არსებობა მნიშვნელოვანია. ვეილის ფერმიონები ძალიან სტაბილურები არიან და მხოლოდ სხვა ვეილის ფერმიონებთან ურთიერთქმედებენ, ამასთან უცვლელად ინარჩუნებენ მიმართულებასა და სიჩქარეს. ეს იმას ნიშნავს, რომ მაგალითად მათ შეუძლიათ მუხტის გადატანა შორ დისტანციაზე ისე, რომ არ დაიქსაქსონ და არ წარმოქმნან სითბო, როგორც ელექტრონები იქცევიან, აღნიშნავს LiveScience.
„ვეილის ფერმიონების ფიზიკა იმდენად უცნაურია, რომ ამ ნაწილაკის მეშვეობით შეიძლება მრავალი რამ გაირკვეს, რისი წარმოდგენაც კი ჯერჯერობით არ შეგვიძლია”, განაცხადა კვლევის თანაავტორმა ზაჰიდ ჰასანმა, პრინსტონის უნივერსიტეტის პროფესორმა ფიზიკის დარგში, რომელიც მეცნიერთა ჯგუფს ხელმძღვანელობდა.
ზაჰიდ ჰასანმა და მისმა ჯგუფმა მასკანირებელი ტუნელური სპექტრომიკროსკოპი გამოიყენა
ვეილის ფერმიონის აღმოსაჩენად
ნაწილაკები ორ ძირითად კატეგორიად იყოფიან. ფერმიონები მატერიას ქმნიან, ხოლო ბოზონები წარმოადგენენ ბუნების ძალების ნაწილაკებს, რომლებიც ფერმიონების ერთიანობას უზრუნველყოფენ. როგორც ცნობილია, ყველა სხვა ფერმიონს აქვს მასა, რაც ვეილის ფერმიონს თავის „ტოლებში” უნიკალურად აქცევს.
უნიკალური თვისებების წყალობით ვეილის ფერმიონები შეიძლება წარმოუდგენლად სასარგებლო გახდნენ მომავლის ელექტრონიკაში, მათ შორის კვანტური კომპიუტერების განვითარებაში. ზაჰიდ ჰასანის თქმით, ისინი ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად მოძრაობენ და ასევე შეუძლიათ უმასო ელექტრონების წარმოქმნა. შედეგად უფრო ადვილად გადაადგილდებიან და ნაკლებ სითბოს კარგავენ, ელექტრონებს კი მეტად ეფექტურს ხდიან. „თითქოს მათ თავიანთი GPS-ი აქვთ და მიმართულებას ისე იღებენ, რომ გზა არ ერევათ”, ამბობს ჰასანი.
მომავალში საჭირო იქნება დამატებითი კვლევების ჩატარება იმის დასაზუსტებლად, თუ რამდენად სასარგებლოები შეიძლება იყვნენ ვეილის ფერმიონები.
ჩრდილოეთის ციალი 