Is feiniméan fisiceach í an fhorsheoltacht ina dtiteann friotaíocht leictreach ábhair go náid ag teocht chriticiúil áirithe. Is míniú éifeachtach í teoiric Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS), a chuireann síos ar an bhforsheoltacht i bhformhór na n-ábhar. Léiríonn sí go bhfoirmítear péirí leictreon Cooper sa laitís criostail ag teocht sách íseal, agus go dtagann an fhorsheoltacht BCS óna gcomhdhlúthú. Cé gur seoltóir leictreach den scoth é graifín féin, ní thaispeánann sé forsheoltacht BCS mar gheall ar chosc idirghníomhaíocht leictreon-fónóin. Sin é an fáth gur forsheoltóirí “olca” iad formhór na seoltóirí “maith” (amhail ór agus copar).
Thuairiscigh taighdeoirí ag an Ionad um Fhisic Theoiriciúil na gCóras Casta (PCS) ag an Institiúid um Eolaíocht Bhunúsach (IBS, an Chóiré Theas) meicníocht mhalartach nua chun forsheoltacht a bhaint amach i ngraifín. Bhain siad an éacht seo amach trí chóras hibrideach a mholadh atá comhdhéanta de ghraifín agus comhdhlúthán Bose-Einstein (BEC) déthoiseach. Foilsíodh an taighde san iris 2D Materials.
Córas hibrideach ina bhfuil gás leictreon (an ciseal barr) i ngraifín, scartha ón gcomhdhlúthán Bose-Einstein déthoiseach, arna léiriú ag eiscitóin indíreacha (sraitheanna gorma agus dearga). Tá na leictreoin agus na heicitóin i ngraifín cúpláilte ag fórsa Coulomb.
(a) An spleáchas teochta ar an mbearna fhorsheoltachta sa phróiseas bogolón-idirghabhála le ceartú teochta (líne phraiseach) agus gan cheartú teochta (líne sholadach). (b) An teocht chriticiúil den trasdul forsheoltachta mar fheidhm de dhlús comhdhlútháin le haghaidh idirghníomhaíochtaí bogolón-idirghabhála le (líne phraiseach dhearg) agus gan (líne sholadach dhubh) ceartú teochta. Taispeánann an líne phoncaithe ghorm teocht an trasdula BKT mar fheidhm de dhlús comhdhlútháin.
Chomh maith le forsheoltacht, is feiniméan eile é BEC a tharlaíonn ag teochtaí ísle. Is é an cúigiú staid ábhair a thuar Einstein den chéad uair i 1924. Tarlaíonn foirmiú BEC nuair a thagann adaimh ísealfhuinnimh le chéile agus a théann siad isteach sa staid fuinnimh chéanna, ar réimse taighde fairsing é i bhfisic ábhair chomhdhlúite. Go bunúsach, is ionann an córas Bose-Fermi hibrideach agus idirghníomhaíocht sraithe leictreon le sraithe bósón, amhail eiscitóin indíreacha, eiscitóin-polaróin, agus mar sin de. Mar thoradh ar an idirghníomhaíocht idir cáithníní Bose agus Fermi, tháinig réimse feiniméan úrnua agus suimiúla chun cinn, rud a mhúscail spéis an dá pháirtí. Dearcadh bunúsach agus dírithe ar fheidhmchláir.
Sa saothar seo, thuairiscigh na taighdeoirí meicníocht nua forsheoltachta i ngraifín, atá mar gheall ar an idirghníomhaíocht idir leictreoin agus “bogalóin” seachas na fónóin i gcóras BCS tipiciúil. Is spreagtháin i BEC iad Bogolóin nó cuasacháithníní Bogoliubov, a bhfuil tréithe áirithe cáithníní acu. Laistigh de raonta paraiméadair áirithe, ceadaíonn an mheicníocht seo don teocht chriticiúil forsheoltachta i ngraifín teacht chomh hard le 70 Kelvin. D'fhorbair taighdeoirí teoiric mhicreascópach BCS nua freisin a dhíríonn go sonrach ar chórais atá bunaithe ar ghraifín hibrideach nua. Réamhaisnéisíonn an tsamhail a mhol siad freisin gur féidir leis na hairíonna forsheoltacha méadú le teocht, rud a eascraíonn i spleáchas teochta neamh-monatónach ar an bhearna forsheoltachta.
Ina theannta sin, léirigh staidéir go gcoimeádtar scaipeadh Dirac graiféine sa scéim seo atá idirghabhálaithe ag bogolon. Léiríonn sé seo go bhfuil leictreoin le scaipeadh coibhneasta i gceist leis an meicníocht fhorsheoltóireachta seo, agus níor scrúdaíodh an feiniméan seo go maith i bhfisic ábhair chomhdhlúite.
Nochtann an saothar seo bealach eile chun forsheoltacht ardteochta a bhaint amach. Ag an am céanna, trí airíonna an chomhdhlútháin a rialú, is féidir linn forsheoltacht graiféine a choigeartú. Taispeánann sé seo bealach eile chun gléasanna forsheoltacha a rialú sa todhchaí.
Am an phoist: 16 Iúil 2021 
