اكتشاف علمي يبشر بثورة إلكترونية: التحكم في الإلكترونات بلا مغناطيس
علماء من جامعتي نورث كارولاينا ويوتا يثبتون لأول مرة أن اهتزازات ذرية حلزونية تسمى الفونونات الكيرالية قادرة على نقل الزخم المداري للإلكترونات دون الحاجة إلى مجالات مغناطيسية، فاتحةً باب مجال المدارترونيات.
أعلن علماء من جامعة نورث كارولاينا ستيت ومن جامعة يوتا الأمريكيتين في أبريل 2026 عن اكتشاف يلقي بظلاله بعيداً على مستقبل الإلكترونيات: إمكانية التحكم في الإلكترونات ونقل المعلومات عبرها دون استخدام أي مجالات مغناطيسية، وذلك باستغلال نوع خاص من الاهتزازات الذرية يُعرَف بالفونونات الكيرالية.
نُشر البحث في دورية نيتشر فيزيكس، وتضمَّن إجراء تجارب على بلورات ألفا الكوارتز وهي ثاني أكسيد السيليكون البلوري، وهي مادة متوفرة في الطبيعة وغير مصنَّفة ضمن المواد الحرجة شحيحة الإمداد التي يعتمد عليها صنع الأجهزة الإلكترونية التقليدية.
تكمن عبقرية الاكتشاف في فهم دور الخيرالية: وهي خاصية فيزيائية تعني أن الاهتزازات الذرية في المادة تتبع مسارات حلزونية إما يمنى وإما يسرى، شأنها شأن ملفوف المسمار. هذه الحلزونية تضفي على الإلكترونات ما يسمى الزخم المداري، أي تجعل الإلكترونات تدور حول النواة بطريقة بعينها. وكانت النماذج النظرية تتنبأ بإمكانية استغلال هذا الزخم، لكن الإثبات التجريبي بقي بعيداً حتى هذا البحث.
فيما بات يُعرَف بتأثير سيبيك المداري، يؤدي اختلاف درجات الحرارة في بلورة الكوارتز إلى توليد تدفق للزخم المداري عبر الإلكترونات. وقد استطاع الباحثون قياس هذا التأثير والتحقق منه تجريبياً بوضوح.
يفتح هذا الاكتشاف باباً لمجال يسمى المدارترونيات، وهو ميدان ناشئ يرى في الزخم المداري للإلكترونات ركيزةً مستقلة لتخزين البيانات ومعالجتها، بمعزل عن الشحنة الكهربائية المستخدمة في الإلكترونيات الكلاسيكية أو الدوران الذري المستغَل في الإلكترونيات المغزلية.
الأهمية التطبيقية لهذا الاكتشاف بالغة: فالأجهزة الإلكترونية الحالية تعتمد على مغناطيسات نادرة تصنَّع من عناصر كالكوبالت والنيوديميوم ذات سلاسل توريد شحيحة ومقيَّدة جيوسياسياً. في المقابل، الكوارتز متوفر بوفرة في القشرة الأرضية. علاوةً على ذلك، يمكن أن تعمل المدارترونيات في مواد متعددة بما فيها التيلوريوم والسيلينيوم وبلورات البيروفسكيت، مما يتيح تصميم أجهزة أسرع وأقل استهلاكاً للطاقة بمواد أكثر استدامةً.
بطبيعة الحال، لا تزال هذه التقنية في بواكيرها البحثية، وثمة مسافة طويلة بين التحقق المختبري والتطبيق الصناعي. غير أن نشر البحث في نيتشر فيزيكس يجسِّد ثقلاً علمياً حقيقياً يغري كبرى شركات أشباه الموصلات باستثمار هذا المسار البحثي.
المزيد من الهندسة الإلكترونية
تفتّت كويكب قبل 800 مليون سنة أشعل موجة قصف كونية طالت الأرض والقمر والمريخ
دراسة من معهد ساوث ويست تربط تفتّت كويكب أولاليا منذ 800 مليون سنة بموجة قصف كونية واسعة أصابت الأرض والقمر والمريخ، متزامنةً مع حقبة تبريد حاد وتحولات بيولوجية مثيرة.
أضخم حدث بركاني في تاريخ الأرض غيّر تركيبة قشرة المحيط من أعماقها
دراسة يابانية تكشف باستخدام الموجات الزلزالية أن البركانية الهائلة التي شكّلت هضبة أونتونج جاوا قبل 110 ملايين سنة أعادت تركيب الصفيحة المحيطية كيميائياً وفيزيائياً عبر عملية إعادة تخصيب.
دراسة: المحليات الاصطناعية بكثرة تُسرّع التدهور المعرفي بما يعادل عام ونصف
بحث يتابع نحو 13 ألف شخص لثماني سنوات يُثبت ارتباط الاستهلاك المرتفع للمحليات الاصطناعية كالأسبارتام والإريثريتول بتراجع أسرع في الذاكرة والتفكير، بفارق يُقدَّر بـ1.6 سنة من شيخوخة الدماغ.
علماء يكشفون طبيعة النيزك الذي أنهى عصر الديناصورات قبل 66 مليون سنة
دراسة دولية تُحدّد نوع النيزك الذي أسفر عن الانقراض الجماعي للديناصورات مُشيرةً إلى أنه كوندريت كربوني نادر، وأن الغبار والحطام لا الكبريت كان السلاح الأفتك في تلك الكارثة الكونية.
تلسكوب جيمس ويب يرصد كيف يتغذّى الثقب الأسود الهائل بصور غير مسبوقة
تلسكوب جيمس ويب يُقدّم أوضح صورة حتى الآن لآلية تغذية الثقب الأسود الهائل في مجرة NGC 4696 كاشفاً عن قرص دوران عملاق وخيوط غازية تُعيد تدوير المادة في دورة كونية مغلقة.
محليات اصطناعية: تأثيرات مفاجئة على بكتيريا الأمعاء وتفاعلات مع الأدوية
دراسة كامبريدج تكشف أن ثلاثة أرباع المحليات الاصطناعية المُختبرة تؤثر على نمو البكتيريا المعوية، مع رصد أكثر من مائة تفاعل جديد حين تُمزج بمنتجات شائعة وأدوية معتمدة.