Fan qiziqarli tomoni: yuz yillik xato
Sizga sir emaski, men ilm-fan odamlar nima deb o'ylaganini sindirganda juda xursand bo'laman. Yuz yillar davomida ishonilgan narsa noto'g'ri chiqsa — bu juda yoqimli.
Aynan shunday voqea Carnegie Mellon universiteti laboratoriyasida sodir bo'ldi. Olimlar bir asr davomida to'g'ri deb kelgan narsani — Hall effekti haqidagi taxminni — buzib tashlashdi.
Hall effekti nima?
Sodda qilib aytaman. Tasavvur qiling, elektr o'tkazuvchi materialingiz bor. Endi unga magnit maydon ta'sir qilayapti — magnitni materialga tik qaratayapsiz.
Nima bo'ladi? Elektr zaryadlari bir tomonga suriladi va o'lchanadigan kuchlanish paydo bo'ladi. Buni Hall effekti deyishadi — 1879-yildan beri o'rganiladi.
Bu nimaga kerak? Hosil bo'lgan kuchlanish material haqida ko'p narsani aytadi: qanday zaryadlar oqayotganini, ularning sonini, qanchalik tez harakatlanishini. Shuning uchun Hall effekti sensorlari hamma joyda: mashinangizning ABS tizimida, kompyuter klaviaturalarida, magnit maydonni aniqlash kerak bo'lgan har qayerda.
Yuz yillik noto'g'ri taxmin
Mana bu qism juda qiziq. Yuz yildan ortiq vaqt davomida fiziklar bir narsaga ishonishgan: magnit maydon materialga tik bo'lganda Hall effekti yuzaga keladi xolos. Geometriya to'g'ri, matematika ishlaydi — kim şübhə qiladi?
Lekin Simranjeet Singh va uning jamoasi tekshirishga qaror qildi.
"Natija noto'g'ri chiqdi," dedi Singh. "Magnit maydon yon tomondan qaratilganda ham Hall effekti paydo bo'ladi."
Ya'ni, materialga tik emas, balki yon tomondan magnit qaratsangiz ham — effekt bor ekan. Bu tasavvur qilganda ham g'alati.
Qanday qilib buni isbotlashdi?
Muammo faqat effektni taxmin qilish emas edi. Ilgari ham nazariyotchilar buni aytishgan. Asosiy qiyinchilik — to'g'ri simmetriyaga ega material topish edi.
Singh jamoasi tanta iridiy tellurid deb ataladigan materialdan foydalangan. Uni bir necha atom qatlami qalinligiga qilib oldilar — nanometr miqyosida. Keyin uni boshqa magnit material yoniga qo'yishdi.
Ikki atom yupqa materialni shunday yaqinlashtirganda, sehrli narsa sodir bo'ladi: birining magnit xossalari ikkinchisiga ta'sir qiladi. Oddiy material magnit xususiyat oladi, lekin o'z elektron xususiyatlarini saqlab qoladi.
Bu nimaga kerak?
Hozircha magnit maydonni bir necha yo'nalishda o'lchash uchun bir nechta sensor kerak. Telefoningiz kompasi bir necha Hall sensoridan foydalanishi mumkin.
Lekin ushbu kashfiyot bilan? Bitta ingichka qurilma bir vaqtning o'zida bir necha o'q bo'ylab magnit maydonni aniqlay oladi.
"Biz bu materiallarning imkoniyatlarini kengaytirdik," dedi Singh. "Bitta sensor bilan ko'p o'lchovli magnit aniqlash mumkin. Oldin ikki yo'nalishni o'lchash uchun ikkita sensor kerak edi."
Buning imkoniyatlari:
- Tibbiy tasvir — aniqroq va moslashuvchan magnit sensorlar
- Elektromobillar — yaxshiroq pozitsiya aniqlash
- Kelajak qurilmalari — kichikroq va kuchliroq
Va bu faqat yaqin istiqbol. Ilm-fan nuqtai nazaridan, bu fiziklarga yangi vosita beradi — ko'p o'lchovli magnit tuzilmalarni va topologik materiallarni o'rganish uchun. Bu sohalar bir kun kelib hisoblash texnikasini inqilob qilishi mumkin.
Ilm-fanning go'zalligi
Bu hikoyada menga eng yoqadigan narsa — ilm-fan to'g'ri ishlayotganini ko'rish. Kimdir shubhaga tushdi, tajriba o'tkazdi, yangi narsa topdi. Bizning fizika tushunchamiz kengaydi.
Ilm-fan inqiloblarini drama sifatida tasavvur qilamiz — "hammasi noto'g'ri edi!" lahzalari. Bu ham shunga yaqin. Hech kim tekshirmagan taxmin — noto'g'ri chiqdi.
Fizikada biz doim tushunchalarimizni takomillashtiramiz. Xaritamiz to'liq deb o'ylagan edik, lekin hali bo'sh joylar bor ekan.
Shunday qilib, telefoningiz ekraniga tegganingizda yoki mashinangiz magnitni sezganda — esda tutingki, barchasi kvant g'alatiqligi tufayli ishlayapti. Va ba'zan bu dunyo olimlarni ham hayratda qoldiradi.