به گزارش روابط عمومی، دکتر مهدی کارگریان استادیاردانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف با همکاری گروه تحقیقاتی بین المللی موفق به چاپ مقاله ای با عنوان“اثر دینامو و توربولنس در فلزات توپولوژیک” در مجله بسیار وزین Physical Review Letters شده است.
در این مقاله برای اولین بار سه حوزه از فیزیک شامل ماده چگال، توربولنس، و هیدرودینامیک مغناطیسی در کنار هم قرار داده می شود. میدان های مغناطیسی زمین، خورشید، و سایر اجرام غول آسای کیهان و تداوم آن برای هزاران سال نتیجه هیدرودینامیک مغناطیسی شاره های رسانشی پلاسما و بدنبال آن قفل شدن خطوط میدان مغناطیسی در جریان شاره می باشد. پدیده توربولنس در این شاره ها که بدلیل ابعاد بسیار بزرگ این اجرام ایجاد می شود باعث کشیدگی، پیچش، و تاشدگی خطوط جریان شاره و در نتیجه رشد نمایی شدت میدان مغناطیسی با زمان می شود. اعتقاد بر این است که این مکانیسم که به اثر داینامو معروف است باعث بوجود آمدن مغناطیسی و پایداری آن برای زمانهای طولانی در مقیاسهای کیهانشناسی می باشد. در دهه های اخیر محققین این حوزه تلاش کرده اند اثر داینامو را در مقیاس آزمایشگاه انجام دهند تا بتوانند جنبه های مختلف این فرضیه را بررسی کنند. اما انجام این آزمایشها نیازمند استفاده از ذخایر زیادی از مواد رسانشی مانند سدیم در سرعت های بالا می باشد که بسیار دشوار و با مخاطرات ایمنی زیادی مواجه است. در پژوهش انجام شده توسط کارگریان و همکاران نشان داده شده است نسل جدیدی از مواد فلزی موسوم به فلزات وایل توپولوژیک میتوانند در رژیم مناسبی برای بررسی پدیده داینامو قرار گیرند. نشان داده شده است چگونه یک نمونه آزمایشگاهی کوچک حاوی شاره ای با رسانش بالا مانند پلاسما در رژیم هیدرودینامیکی توصیف شونده توسط معادلات ناویر استوکس قرار رفته و اینکه خواص توپولوژیک باعث تسهیل رخداد داینامو می شوند.
این پژوهش میتواند سرآغاز فصل جدیدی از تحقیقات در حوزه فیزیک ماده چگال باشد که به بررسی پدیده هایی بپردازند که قبلا فقط در ابعاد کیهانی و در اخترفیزیک ممکن بوده است. به همین دلیل است که این پژوهش توسط سردبیر مجله بصورت Editors' Suggestion بزرگنما شده و گزارشی عمومی Featured in Physics - Synopsis برای آن نگارش و منتشر شده است. گفتنی است این مجله که ضریب تاثیر آن حدود ۸.۸ است کمتر از ۲۵ درصد مقالات ارسالی را منتشر کرده و از بین مقالات منتشر شده حدود ۱۵ درصد آنها بصورت Suggestion منتشر می شوند.
لینک دسترسی به مقاله و گزارشات مربوطه:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.176603
https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.121.176603
