Mokslininkai girdi dviejų atomų pokalbį: kvantinę magnetinę sąveiką.

Menininko įspūdis apie eksperimentą, kai elektrinis impulsas pritaikomas titano atomui. Todėl jo magnetinis momentas iškart sukasi aplink, šalia esantis titano atomas (dešinėje) reaguoja į šį judesį. Bet nesugeba išlaikyti koja greitais judesiais Todėl tarp atomų keičiamasi kvantiniais magnetiniais duomenimis. Kreditas: TU Delft / Scixel.

Medžiagos veikimas priklauso nuo daugybės atomų sąveikos. Galite tai pamatyti kaip milžinišką pokalbį, kuriame atomai nuolat keičiasi kvantine informacija, Delfto technologijos universiteto mokslininkai bendradarbiaudami su RWTH Aacheno universitetu ir Jülicho tyrimų centru dabar gali perimti dviejų atomų pokalbį. Jie pateikia savo išvadas mokslas 2021 m. Gegužės 28 d

Nongas Atomas tikrai nekalba. Bet jie gali jausti vienas kitą Tai ypač pasakytina apie „magnetinius atomus“. atomas Yra mažas magnetinis momentas, vadinamas sukimu. Šie sukimai daro įtaką vienas kitam, kaip ir kompaso adata, kai juos suartinate. Jei duosite vieną paspaudimą, jie pradės judėti kartu labai specifiškai “, – aiškina pagrindinis tyrėjas Sanderis Otte, – tačiau pagal kvantinės mechanikos dėsnius kiekvieną sukimąsi galima nukreipti vienu metu. kryptys, galinčios sutapti. Tai reiškia, kad tikrasis kvantinės informacijos perdavimas vyksta tarp atomų, kaip ir tam tikras pokalbis “.

Aštri adata

Dideliu mastu toks keitimasis informacija tarp atomų gali sukelti įdomių reiškinių. Klasikinis pavyzdys yra superlaidumas: poveikis, kai kai kurios medžiagos praranda savo elektrinę varžą žemiau kritinės temperatūros. Nors tai gerai suprantama paprasčiausiais atvejais. Tačiau niekas tiksliai nežino, kaip šis poveikis buvo pasiektas naudojant tiek daug sudėtingų medžiagų. Tačiau, be abejo, svarbiausias vaidmuo tenka kvantinei magnetinei sąveikai. Siekdami paaiškinti šį reiškinį, mokslininkai suinteresuoti blokuoti šiuos mainus. Išgirsti atomų pokalbį

„Otte“ komandoje jie apie tai kalba iš pirmų rankų: jie įdėjo du atomus vienas šalia kito, kad pamatytų, kas vyksta. Tai įmanoma naudojant tunelinį mikroskopą, prietaisą, kuriame aštri adata gali ištirti atomus po vieną ir netgi juos pertvarkyti. Mokslininkai naudojo šį prietaisą dviem titano atomams pastatyti didesniu nei vieno nanometro atstumu, vienas milijonoji milimetro atstumu. Toje stadijoje atomai jaučia vienas kito sukimąsi. Jei dabar atliksite vieną iš dviejų sukimų, pokalbis prasidės savaime.

Paprastai šis posūkis atliekamas perduodant atomai labai tikslų radijo signalą. Ši technika, vadinama „Spin“ rezonansu, šiek tiek primena ligoninėse randamų MRT skaitytuvų veikimo principą, sėkmingai naudojama kvantinių bitų tyrimuose. Šis įrankis yra prieinamas ir „Delft“ komandai, tačiau jis turi ir neigiamą pusę. „Tai per lėta“, – sakė doktoranto Lukas Veldmano pagrindinis autorius. mokslas Leidinys „Vargu ar pradedi sukti suktuką, kol kitas nesisuka. Tokiu būdu negalėsite nustatyti, kas nutiks, kai abu sukimai bus nukreipti į priešingas puses “.

Netradicinis būdas

Taigi tyrėjai išbandė ekscentrišką dalyką: jie staigiu elektros srovės sprogimu greitai pakeitė vieno iš dviejų atomų sukimąsi. Jų nuostabai, šis radikalus požiūris lėmė gražią kvantinę sąveiką kaip ir pačioje knygoje. Pulso metu elektronas susiduria su atomu, sukeldamas jo sukimąsi. Otte: „Tačiau mes linkę manyti, kad šio proceso metu prarandama jautri kvantinė informacija, vadinama koherencija. Tęstinumas: kiekvieno elektrono istorija prieš šiek tiek kitoks, ir šis chaosas perkeliamas į atominį suktį, sulaužant asociaciją “.

Tai, kad dabar atrodo netiesa, sukėlė tam tikrų diskusijų. Matyt, kiekvienas atsitiktinis elektronas, nepaisant jo praeities, gali inicijuoti nuoseklią superpoziciją: specifinį pagrindinių kvantinių būsenų derinį, kuris yra gerai žinomas ir kuris yra kvantinės technologijos pagrindas.

Puikus perdanga

„Esmė ta, kad tai priklauso nuo jūsų užduotų klausimų“, – sakė bendraautorius Markusas Ternesas iš RWTH Aacheno universiteto ir Jülicho tyrimų centro. Galite tai įvertinti kaip matą, atimdami visą kvantinę atmintį. Tačiau kombinuotos sistemos, susidedančios iš dviejų atomų, požiūriu, situacija nėra labai įprasta. Dviem atomams kartu naujoji būsena yra puiki superpozicija, leidžianti keistis informacija. Svarbiausia, kad tai įvyktų, yra tai, kad abu sukimai yra įsipainioję – keista kvantinė būsena, kurioje jie dalijasi daugiau informacijos apie vienas kitą, nei būtų buvę klasikinė galimybė “.

Rezultatai yra svarbūs tyrimams, susijusiems su kvantiniais bitais. Galbūt atliekant tyrimą vengiate būti šiek tiek atsargesni inicijuodami kvantinę būseną, tačiau Ottei ir jo komandai tai yra gražesnio eksperimento pradžia. Bet kas nutinka, kai naudojate tris? Ar dešimt ar tūkstantis? Niekas negalėjo to atspėti, nes tokiems skaičiams skaičiavimo galia buvo maža. Gal vieną dieną mes išgirsime kvantinį dialogą, apie kurį niekas niekada nėra girdėjęs “.

Nuoroda: „Nepriklausoma nuosekli atominių porų sukimosi sistemų evoliucija, kurią inicijavo elektronų sklaida“, – Lukas M. Veldmanas, Laëtitia Farinacci, Rasa Rejali, Rik Broekhoven, Jérémie Gobeil, David Coffey, Markus Ternes ir Alexander F. Otte, 2021 m. Gegužės 28 d. , mokslas.
DOI: 10.1126 / mokslas.abg8223

Finansavimas: Nyderlandų tyrimų taryba (NWO), VICI dotacija.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Naujos keistų, išnykusių driežų rūšys – tokios keistos, kad buvo neteisingai identifikuotos kaip dinozauras su kolibriu

„Oculudentavis naga“, kaip pavaizduota šio menininko rekonstrukcijoje, buvo keistas driežas, kurį tyrėjai iš pradžių sunkiai skirstė į kategorijas. Jie vis dar nėra tikri...

Kavos mėgėjai, mėgaukitės! Gausus kavos vartojimas susijęs su sumažėjusia širdies nepakankamumo rizika

Tyrimo ataskaita: Išanalizavus tris pagrindinius širdies ligų tyrimus nustatyta, kad geriant vieną ar daugiau kavos su kofeinu puodelių buvo sumažinta širdies nepakankamumo rizika. Kavos be kofeino...

Atominė dalelė paversta antiteze ir pirmą kartą atvirkštinė nepaprasto eksperimento metu.

Fizikų komanda, įskaitant Warwick universitetą, įrodė, kad subatominės dalelės gali virsti ego antagonistais ir vėl grįžti į naują atradimą, ką tik atskleistą praėjusią savaitę. „Šis...

36 Nykštukų galaktikos kartu buvo „Naujųjų žvaigždžių kūdikių bumas“

„Rutgers“ išvados nėra skirtos ginčyti dabartinių idėjų apie galaktikų atsiradimą ir gali padidinti mūsų supratimą apie visatą. Kreditas: Rutgerso universitetas, Naujasis Bransvikas Stebina tai, kaip...

Newsletter

Subscribe to stay updated.