مواد کاملاً همبسته Strongly correlated material

مواد کاملاً همبسته طبقه گسترده‌ای از ترکیبات سنگین فرمیون هستند که شامل عایق‌ها و مواد الکترونیکی هستند و خصوصیات الکترونیکی و مغناطیسی غیرمعمول (که اغلب از نظر فنی مفید هستند) مانند انتقال عایق های فلزی، نیمه فلزی بودن و جداسازی چرخش از خود نشان می‌دهند. ویژگی اساسی که این مواد را تعریف می‌کند این است که نمی‌توان رفتار الکترون‌ها یا اسپینون‌ها را از نظر موجودات غیر متقابل به‌طور مؤثر توصیف کرد. مدل‌های نظری ساختار الکترونیکی(فرمیونی) از مواد به‌شدت‌همبسته باید ارتباط الکترونیکی(فرمیونی) را شامل شود تا دقیق باشد. از همین اواخر، از برچسب مواد کوانتومی Quantum Material برای اشاره به مواد با همبستگی شدید استفاده شده است.

اکسایدهای فلزی انتقالی

بسیاری از اکسیدهای فلزات انتقالی به این کلاس تعلق دارند که ممکن است طبق رفتار آن‌ها تقسیم شود، به عنوان مثال، مواد با قدرت بالا، اسپینترونیک، چند فرونیکی، عایق‌های موتوری، مواد چرخشی پیرلز، مواد فرمیون سنگین، مواد کم‌بعدی. سایر دسته‌بندی‌ها یا پدیده‌های مقناطیسی و انتقال فاز ناشی از دما در بسیاری از اکسیدهای فلزات انتقالی نیز تحت عنوان «مواد کاملاً همبسته» جمع آوری می شوند.

ساختارهای الکترونیکی

به طور معمول ، مواد کاملاً همبسته دارای پوسته های f-electrons  یا d-electrons کاملاً ناقص با باندهای انرژی باریک هستند. دیگر نمی‌توان الکترون موجود در ماده را در «دریای» از میانگین حرکت دیگران (که به عنوان تئوری میدانی متوسط ​​نیز شناخته می شود) در نظر گرفت. هر الکترون تنها تأثیر پیچیده‌ای در همسایگان خود دارد.

اصطلاح همبستگی قوی به‌رفتار الکترون‌ها در مواد جامد اطلاق می‌شود که (اغلب حتی به‌صورت کیفی و صحیح) توسط نظریه‌های یک الکترون ساده مانند تقریب چگالی موضعی(LDA) از نظریه چگالی کاربردی یا نظریه هارتری فوک کاملا توصیف نشده است. به‌عنوان مثال، مواد به‌ظاهر ساده NiO دارای یک باند سه بعدی پر شده است (اتم Ni دارای 8 از 10 3d-electrons ممکن است) و بنابراین انتظار می‌رود که یک هادی خوب باشد. با این حال، دفع قوی کولون(اثر همبستگی) بین d-electrons باعث می‌شود NiO یک عایق با گاف انرژی پهن باشد. بنابراین، مواد کاملاً همبسته دارای ساختارهای الکترونیکی هستند که نه فقط مانند الکترون آزاد و نه کاملاً یونی هستند، بلکه ترکیبی از هر دو هستند.

نظریه‌ها

برنامه‌های افزودنی (LDA ،LDA + U ، GGA، SIC ، GW، و غیره) و همچنین مدل‌های ساده هامیلتونی Hamiltonians (به‌عنوان مثال مدل‌های مانند هوبارد) به‌منظور توصیف پدیده‌هایی‌که به‌دلیل همبستگی الکترونی قوی هستند، ارائه شده و توسعه یافته اند. در میان آن‌ها ، تئوری میدانی میدانی پویا با موفقیت ویژگی‌های اصلی مواد همبسته را ضبط می‌کند. طرح‌هایی‌که هم از LDA و هم DMFT استفاده می‌کنند، نتایج تجربی بسیاری را در زمینه الکترون‌های همبسته توضیح می‌دهند.

مطالعات ساختاری

از نظر تجربی، طیف سنجی نوری، طیف سنجی الکترونی با انرژی بالا، عکسبرداری با رزونانس و اخیراً پراکندگی اشعه ایکس غیر سخت (سخت و نرم)، تابش(RIXS) و طیف‌سنجی نوترونی برای مطالعه ساختار الکترونیکی و مقناطیسی مواد «به شدت همبسته» استفاده شده است. امضاهای طیفی که توسط این تکنیک‌ها مشاهده می‌شود، که توسط چگالی یک الکترون حالت‌ها توضیح داده نمی‌شود، اغلب به اثرات همبستگی قوی مربوط می‌شوند. طیف به‌دست آمده آزمایشی را می‌توان با پیش‌بینی مدل‌های خاص مقایسه کرد یا ممکن است برای ایجاد محدودیت در مجموعه پارامترها، مورد استفاده قرار گیرد. به‌عنوان مثال، یک طرح طبقه‌بندی اکسیدهای فلزی گذار در نمودار زانن-ساواتسکی-آلن ایجاد کرده است.

برنامه‌های کاربردی

دستکاری و استفاده از پدیده‌های مرتبط با کاربردهایی مانند آهنرباهای ابررسانا و فناوری‌های ذخیره‌سازی مقناطیسی(CMR) دارد. علاوه بر این، پدیده های دیگری مانند انتقال MI در VO2 به عنوان ابزاری برای ساخت پنجره‌های هوشمند برای کاهش نیاز به گرمایش / سرمایش یک اتاق، مورد کاوش قرار گرفته است.

 

ترجمه: آصف برخیا - آ بی کلاس

آیا زبان فارسی ظرفیت علمی شدن را دارد؟؛ تو حق نداری در مورد فارسی صحبت کنی!

در کشورما افغانستان یکی از دامنه‌دارترین مباحث رسانه‌ای و اکادمیک و معمول در بین بسیاری از جوانان دانشگاهی موضوع زبان است. تعدادی از این دانش‌آموخته‌گان در عرصه زبان شناسی، تاریخ زبان فارسی و دری، خواستگاه‌ها و نقش لهجه‌های مختلف از جمله لهحه هزارگی کارهای درخور توجه انحام داده اند. در نظر بسیاری از طرفداران و محققان زبان، این کار بسیار ارزشمند و بنیادی است، اما از نظر ما کسانی‌که با علوم مدرن و ساینس سروکار داریم، این کارها چندان هم جذاب نیستند.

ما به‌این باوریم که با توجه به‌آن تعریف جا افتاده و معمول زبان «وسیله افهام و تفهیم»، خیلی بهتر است که اهمیت زبان را در «ظرفیت» آن برای پاسخ‌گویی به‌نیازهای بشر در «آینده» مورد توجه قرار دهیم. یک زبانی را باید زبان خوب و کامل نامید که ظرفیت تولید داشته باشد و در عین حال سادگی موضوعات را نیز حفظ کند. گاهی اتفاق افتاده است که بعد از ترجمه‌ی یک مفهوم جدید علمی از زبان انگلیسی به زبان فارسی، آن مفهوم پیچیده‌تر شده است. افراد اجتماع اگر تا خیلی زیاد با مفاهیم ترجمه‌شده ارتباط نداشته باشد، به‌راحتی به‌یاد شان نمی‌ماند و حتا مفهوم به سختی منتقل می‌شود. بنابراین این مورد در نظر ما بسیار ارزشمند و درخور دقت است.

به‌همین دلیل بنده در یک گفتگوی مختصر فیسبوکی، از یکی از محققان زبان فارسی که اخیرا در مورد نقش لهجه هزارگی در زبان فارسی یک کتاب هم نوشته است، در مورد ظرفیت زبان فارسی برای علمی شدن پرسیدم. من به‌شکل انتقادی‌تر و مقایسه‌ای بین تاریخ زبان و آینده زبان، نظر وی را در مورد این‌که ظرفیت زبان ما برای «علمی شدن» و این‌که چرا آن‌ها فقط به‌‌تاریخ رو آورده اند، پرسیدم، اما جواب ایشان بسیار سرسری و «با نگاهی عاقل اندر سفیه» بود. من با دیدن جواب کسی‌که خودش را آخرین حد دانایی در زبان فارسی می‌دانست و مارا سفیه به‌حساب می‌آورد، مایوس شدم. وی در یک نظر کوتا زبان فارسی را زبان علمی خواند و فلسفه ابن سینا را که به‌زبان فارسی است، به‌عنوان نمونه ارائه کرد. من اما با توضیح اندکی در مورد مشکلات خودم در هنگام ترجمه متون انگلیسی به فارسی نوشتم و فرضم بر این بود که شاید نظرم را درست منتقل نکرده باشم، اما جواب سرسری دوباره‌ای وی مایوس‌کننده‌تر بود. «زبان فارسی در صورتی می‌تواند یک زبان علمی باشد که تولید‌کننده‌گان علم فارسی‌زبان باشند.» این‌گونه برخورد سحطی و غیر منظقی به یک مورد بسیار مهم، مجبورم کرد تا آن‌را به‌شکل طنز در صفحه خودم بنویسم که واکنش‌هایی اندکی از دوستان نزدیکم را نیز برانگیخت. یکی از دوستانم به لحن بسیار تند این گفتگوی من با آن زبان شناس گرانقدر را یک اشتباه احمقانه خواند. به‌قول این دوست عزیزم ما دانشجویان علوم حق نداریم به موضوعات اجتماعی به‌خصوص زبان دخالت کنیم چون خارج از حوزه مورد علاقه‌ماست. به‌قول این دوست، هرکسی باید سرش را به‌کار خودش نگهدارد!

از آنجایی‌که موضوع علمی شدن زبان برای ترویج علوم معاصر و فناوری جدید بسیار مهم است، ما فارسی‌زبانان نیز باید در این مورد حس مسئولیت کنیم. چی بخواهیم یا نه‌، فناوری روز و مفاهیم جدید وارد زندگی ما شده و در آینده نیز این روند بیشتر خواهد شد. لذا آشنایی حد اقلی با پیامدهای زیستی، اخلاقی، انسانی و حقوقی علوم جدید و فناوری، ما را برای ایجاد روابط درست با این تازه‌ها، آماده می‌کند. اینجا اولین نقش را زبان دارد، نه هر زبانی، فقط زبان مردم. روی این دلیل خواستم قسمتی از گفتگوی من با این دوستم را زیر این عنوان به نوشته‌های وبلاگم اضافه کنم تا هم آرشیف کرده باشم و هم علاقه‌مندان این بخش استفاده کنند.

«دوست نهایت عزیز خیلی ممنونم بابت کمنت شما و نظری که دادید. فرمودید که شما و بقیه بچه‌های که در رشته‌های غیر فیزیک و نجوم تحصیل کرده اند از فیزیک چیزی نمی‌فهمید و لازم هم نمی‌بینید که چیزی در این مورد بگویید یا نقد و نظری وارد کنید. من بخش اول حرف شمارا تایید می‌کنم و قبول دارم که که ما از مباحث فرارشته‌ای دوریم و گاهی چیزاهایی لازمی را هم نمی‌دانیم. من اما می‌خواهم اول این سوال را از شما بپرسم که: در دنیا امروز و عصری‌که مردم دنیا بخش‌هایی از فضا را تسخیر کرده اند، مواد را تا اندازه‌های ده میلیاردم متر مهندسی می‌کنند، با پیامد‌های خوب و بد علم و صنعت در آینده آشنا اند، فرهنگ شان با مفاهیم علمی و فناوری جدید آمیخته شده اند، فرهنگ استفاده از فناوری را به‌خوبی یاد می‌گیرند، ولی ما نمی‌توانیم و حق نداریم که حتا کوچک‌ترین معلومات فرارشته‌ای داشته باشیم و حد اقل با پیامدهای دانش آشنا باشیم؟! هر کسی‌که این سوال را صادقانه از خود بپرسد روراست به این جوان می‌رسد. «علم و فناوری بسیار پیچیده است!». اما این جواب درست نیست. علت اصلی این‌که ما نتوانسته ایم مثل غربی‌ها با دانش روز و صنعت جدید رابطه برقرا کنیم، زبان ماست. زبان فارسی یا دری ما در شرایط فعلی در مقابل بسیاری از دستاوردهای تازه پاسخگو نیست. مفاهیم علمی و صنعتی که باید شامل فرهنگ شوند و در اخلاقیات دخیل گردد، معادل فارسی ندارد. اگر هم معادل‌سازی می‌کنند، خیلی دیر در جامعه جا می‌افتد و بسیار سخت است که مردم با این مفاهیم انس بگیرند یا حد اقل رابطه خوب برقرار کنند.

در دنیای غرب، به‌دلیل اهمیت این موضوع، برنامه‌های علمی ترویجی با انواع اسباب و وسایل مختلف صورت می‌گیرد. از کتاب‌ها و داستان‌های علمی  کودکانه گرفته تا سریالهای علمی، علمی تخیلی، نمایشگاه‌ها و فروشگاه‌های علمی، کافه‌ها و رستورانت‌های بوجود آمده اند. ده‌ها سال است که این روند ادامه دارد. در کشور ما هم باید این اتفاق بیفتد و حد اقل ما فیزیک‌خوانان وظیفه خود می‌دانیم که علم فیزیک را به زبان مردم«زبان عام‌الفهم» در بین مردم و عوام منتقل کنیم. مردم ما هم مثل مردم دنیا در قبال پیامدهای دانش نو و صنعت جدید مسئولیت دارند و باید حداقل آگاهی را داشته باشند. در کشور ما هم الزامی است که مردم «علم را بپذیرند»، «علم را بفهمند» و «در توسعه علم سهم بگیرند». لذا، ما نمی‌توانیم نقش زبان را نادیده بگیریم و به دلیل این‌که فیزیک می‌خوانیم، تصور کنیم که به‌ما ربطی ندارد. ما حق داریم که از متخصصان زبان فارسی، از دولت، اساتید ادبیات فارسی، دانشجویان و محققان بپرسیم که زبان ما از نظر علمی‌شدن در چه جایگاهی قرار دارد؟ آیا زبان ما ظرفیت علمی‌شدن دارد؟ آیا ممکن است از فارسی برای انتقال مفاهیم نو استفاده کنیم یا نه؟ این جماعتی که نام ‌بردم وظیفه دارند که در کنار تاریخ به آینده‌ای زبان هم فکر کنند. آن‌ها اولین کسانی اند که در این قبال مسئولیت دارند و باید هم جواب بدهند. فکر می‌کنید این سولات را از چه‌کسانی باید می‌پرسیدم؟»

آصف برخیا - آ بی کلاس

تحلیل ها