Fizikai stebi konkurenciją tarp magnetinių komandų.

Sistema: kristalinė gardelė, pagaminta iš atomų, šviesos spąstai keliuose dvisluoksniuose diskuose, tomografinis vaizdas, rodantis tankį (nugarą) ant vieno sluoksnio. Jie teikia informaciją apie magnetinę atomų seką. Dešinėje esančiame paveikslėlyje parodytas vidutinis vieno sluoksnio tankis iš dvylikos pojūčių (rausvai oranžinis). Autorius: © Marcellas Gallas, Nicola Wurz ir kt. / Gamta.

Gamtos tyrimas: Bonos universiteto mokslininkų grupės įgyja žinių apie naujus kvantinius reiškinius.

Jie yra šimtą tūkstančių kartų plonesni, vadinamosios dvimatės medžiagos, sudarytos iš pavienių atomų, daugelį metų buvo labai populiarios tyrimuose. Jie tapo žinomi plačiai auditorijai, kai dviem Rusijos ir Didžiosios Britanijos mokslininkams už savo atradimus buvo įteikta 2010 m. Nobelio fizikos premija. GrafenasGrafito blokeliai Ypatinga tokios medžiagos savybė yra ta, kad ji turi naujų savybių, kurias galima paaiškinti kvantinės mechanikos dėsnių pagalba ir galbūt susijusios su pažangiomis technologijomis. Bonos universiteto mokslininkai dabar naudoja aukšto lygio atomus, kad įgytų naujų įžvalgų apie anksčiau nežinomus kvantinius reiškinius. Jie nustatė, kad magnetiniai užsakymai tarp dviejų konkuruojančių plonos plėvelės atomų. Tyrimas paskelbtas žurnale „Nature“.

Kvantinė sistema atpažįsta specifinę materijos būseną, kilusią iš nanostruktūrų pasaulio. Jie palengvina daugelio naujų technologijų naudojimą, pavyzdžiui, prisideda prie saugaus duomenų šifravimo, įdiegia mažesnius ir greitesnius techninius prietaisus, taip pat leidžia kurti kvantinius kompiuterius. Ateityje tokie kompiuteriai gali išspręsti tik tas problemas, kurių įprasti kompiuteriai negali išspręsti visiškai arba ilgą laiką.

Vis dar nesuprantama, kaip įvyko anomalūs kvantiniai reiškiniai. Bonos universiteto fizikų komanda, vadovaujama profesoriaus Michaelo Köhlio iš „Matter and Light for Quantum Computing“ grupės, naudoja vadinamąjį kvantinį treniruoklį, kuris imituoja daugybės kvantinių dalelių, kurios to nedaro, sąveiką. Tai galima padaryti įprastais metodais. Net moderniausi kompiuterių modeliai negali iki paskutinių detalių apskaičiuoti tokių sudėtingų procesų kaip magnetizmas ir elektra.

Ultraišalūs atomai imituoja kietąsias medžiagas.

Mokslininkai, kuriuos naudoja mokslininkai, susideda iš ypač aukštos temperatūros atomų, nes jų temperatūra yra viena milijonoji laipsnio dalis. absoliutus nulisAtomai aušinami naudojant lazerį ir magnetinį lauką. Atomai, esantys optiniame kanale, yra stovinčios bangos, kurias sukuria uždėti lazerio pluoštai. Tokiu būdu atomai imituoja kietųjų būsenų elektronų elgseną. Eksperimentinė sąranka leidžia mokslininkams atlikti įvairius eksperimentus be išorinių modifikacijų.

Kvantinio simuliatoriaus viduje mokslininkai pirmą kartą sėkmingai išmatavo dvigubo kristalinio gardelio magnetinį ryšį. „Su šios jungties jėga galime pasukti kryptį, kuria magnetas formuojasi 90 laipsnių kampu. Medžiagos jokiu būdu nereikia keisti “, – aiškina Nicola Wurz ir Marcellas Gallas, pirmasis Michaelo Köhlio tyrimų grupės doktorantas.

Norėdami ištirti atomų pasiskirstymą optinėje gardelėje, fizikai naudojo didelės skiriamosios gebos mikroskopą, kuris sugebėjo išmatuoti magnetinį ryšį tarp kiekvieno gardelės sluoksnio. Tokiu būdu jie ištyrė magnetinę seką, tai yra abipusį atominių magnetinių momentų išsidėstymą imituojamoje kietojoje būsenoje. Jie pastebėjo, kad magnetinė seka tarp klasių varžėsi su pradine tvarka vienos klasės viduje. Apibendrinant galima teigti, kad kuo daugiau sluoksnių buvo suporuota tarpusavyje, tuo stipresnis buvo jų tarpusavio ryšys. Tuo pačiu metu santykiai kiekviename aukšte sumažėjo.

Nauji rezultatai leidžia geriau suprasti difuzinius magnetus mikroskopinėse dvejetainėse sistemose. Ateityje šios išvados padės numatyti medžiagos savybes ir pasiekti naujų kietųjų medžiagų bei kitų funkcijų, nes, pavyzdžiui, aukštos temperatūros superlaidumas yra glaudžiai susijęs su magnetinėmis jungtimis. Tai paskatino kurti naujas technologijas, kurios ilgainiui galėtų naudoti tokius superlaidininkus

Nuoroda: „Magnetinių komandų varžybos dvigubo sluoksnio hubbard modelyje su labai šaltais atomais“, autoriai: Marcellas Gallas, Nicola Wurzas, Jensas Samlandas, Chunas Fai Chanas ir Michaelas Köhlas, 2021 m. Sausio 6 d. gamta.
DOI: 10.1038 / s41586-020-03058-x

Finansavimas: tyrimą finansavo Bonos-Kelno fizikos ir astronomijos aukštoji mokykla, bendradarbiaudami Bonos ir Kelno universitete, Aleksandro von Humboldto fonde, TRR 185 bendradarbiavimo tyrimų centre. Photonics by Tailored Coupling to Reservoirs “, kurią finansavo Vokietijos mokslinių tyrimų fondas,„ Kvantinių skaičiavimų dalykų ir temų grupė “(ML4Q) ir„ Stiftung der Deutschen Wirtschaft “.

Materija ir šviesa kvantiniam skaičiavimui (ML4Q), kompetencijos grupei.

Kvantinių skaičiavimų medžiaga ir šviesa (ML4Q) Kompetencija yra Kelno universiteto Acheno ir Bonos bendradarbiavimas, įskaitant „Forschungszentrum Jülich“ finansuojamas pagal Vokietijos federalinės ir valstybinės kompetencijos strategijos dalį, „ML4Q“ tikslas yra sukurti naują kompiuterinę architektūrą ir tinklą, pagrįstą kvantinės mechanikos principais. Tarp trijų pagrindinių tyrimų sričių yra kietojo kūno fizika, kvantinė optika ir kvantinių duomenų mokslas.

Bonos universiteto tarpdisciplininių tyrimų srityje „Materijos ir pagrindinės sąveikos blokai“ yra integruotas kompetencijos klasteris. Šešiuose skirtinguose TRA susiburia mokslininkai iš skirtingų fakultetų ir disciplinų. Susiję tyrimai ateityje

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujos biologiškai įkvėptų, šviesą sugeriančių nanomedžiagų klasės sintezė

POSS-peptoido molekulės savaime susirenka į romboidinius nanokristalus. Paskola Stephanie King iliustracija Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinė laboratorija Gamtos įkvėpti Ramiojo vandenyno šiaurės...

Omega-3 derinimas su liaudies papildais gali pakenkti širdžiai

Gydytojai dažnai rekomenduoja omega-3, kurie padeda pacientams sumažinti cholesterolio kiekį ir pagerinti širdies sveikatą. Šie omega-3 gali būti iš riebių žuvų, tokių kaip...

Paviršių poveikis ploniems atominiams puslaidininkiams

Naudodami ultravioletinius spindulius, tyrėjai ištyrė 2-D puslaidininkių (violetinių) elektronines charakteristikas, nes duomenų žemėlapyje padidėja substrato sluoksnių (žalių) skaičius. Raudonas apskritimas žymi elektronines savybes, kurios...

Norėdami pagreitinti atradimą, didelio matmens infraraudonųjų spindulių mikroskopija išeina iš tinklelio

Plytelių rašto, naudojamo skenuoti C. elegans apvalųjį kirminą, pavyzdys. Netinklinis modelis suteikia atrankos algoritmui didesnį lankstumą greitai panaudojant dominančias sritis. Autoriai: Elizabeth...

Neįprastai vykdant pandemiją ir branduolinę gynybą galima apsaugoti žmones nuo nelaimių

Paleiskite „SM-3 Block IB“ perėmėją iš raketinio kreiserio „USS Lake Erie“ (CG 70). Kreditas: JAV karinis jūrų laivynas Gyvenimas Žemėje gali smarkiai ir greitai...

Newsletter

Subscribe to stay updated.