کوانتومی جامد

آن است که به خوبی شناخته شده است که کوانتومی خواص فردی اتم را می توان کنترل و دستکاری شده توسط نور لیزر. حتی بزرگ ابر از صدها میلیون اتم را می توان تحت فشار قرار دادند به کوانتومی رژیم ظهور کوانتومی ماکروسکوپی متحده از ماده مانند گازهای کوانتومی یا بوز-اینشتین ميعانات که امروزه نیز به طور گسترده ای مورد استفاده در فن آوری های کوانتومی. هیجان انگیز گام بعدی این است که به گسترش این سطح از کنترل کوانتومی به حالت جامد اشیاء. در مقابل اتمی ابر چگالی یک جامد است که یک میلیارد بار بالاتر و تمام اتم ها ملزم به حرکت با هم همراه جسم مرکز جرم. در این راه جدید کوانتومی ماکروسکوپی متحده مربوط به بزرگ توده ها باید تبدیل به ممکن است.

اما ورود به این رژیم جدید است که در همه ساده تلاش. اولین گام برای دستیابی به چنین کوانتومی کنترل است که برای منزوی کردن جسم تحت بررسی از تأثیرات محیط زیست و حذف همه انرژی حرارتی — توسط خنک کننده آن را به دمای نزدیک به صفر مطلق (-273.15 °C) را که در مکانیک کوانتومی غالب ذرات حرکت. برای نشان دادن این محققان تصمیم به آزمایش با مهره های شیشه ای حدود یک هزار بار کوچکتر از یک دانه معمولی از شن و ماسه و حاوی چند صد میلیون اتم است. جداسازی از محیط زیست است که با در دست نوری به دام انداختن ذرات در یک محکم تمرکز پرتو لیزر در خلاء بالا, یک ترفند که در اصل معرفی شده توسط برنده جایزه نوبل آرتور اشکین چند دهه پیش است و نیز استفاده می شود برای جدا کردن اتم است. “چالش واقعی است برای ما برای خنک کردن ذرات حرکت به آن کوانتومی زمین دولت است. لیزر خنک کننده از طریق اتمی انتقال به خوبی تثبیت شده است و یک انتخاب طبیعی برای اتم, اما آن کار نمی کند برای مواد جامد می گوید:” سرب-نویسنده Uros Delic از دانشگاه وین.

به همین دلیل این تیم کار کرده است در اجرای یک لیزر خنک کننده روش که پیشنهاد شد توسط فیزیکدان اتریشی هلموت Ritsch در دانشگاه اینسبروک و به طور مستقل توسط مطالعه همکاری نویسنده Vladan Vuletic و برنده جایزه نوبل Steven Chu. آنها به تازگی اعلام کرد که اولین نمایش از اصل کار “حفره های خنک کننده توسط منسجم پراکندگی” با این حال آنها هنوز هم محدود به عامل دور از رژيم کوانتومی. “ما به روز رسانی ما را آزمایش و در حال حاضر نه تنها قادر به حذف پس زمینه بیشتر گاز اما همچنین به ارسال در بیشتر فوتون برای خنک کننده می گوید:” Delic. در این راه حرکت مهره های شیشه ای می تواند سرد مستقیما به کوانتومی رژیم است. “این خنده دار است به فکر می کنم در مورد این: سطح ما مهره های شیشه ای بسیار داغ حدود 300°C زیرا لیزر گرم کردن الکترون ها در مواد. اما حرکت از مرکز توده ذرات فوق العاده سرد در اطراف 0.00001°C دور از صفر مطلق و ما می توانیم نشان می دهد که داغ حرکت ذرات کوانتومی راه است.”

محققان در حال هیجان زده در مورد چشم انداز از کار خود را. کوانتومی حرکت مواد جامد و نیز بررسی شده توسط گروه های دیگر در سراسر جهان, همراه با وین تیم. تا کنون تجربی سیستم متشکل از نانو و ميکروسازه ای رسنترس در اصل درام یا غواصی تخته است که متصل به یک سفت و سخت حمایت از ساختار. “نوری معراج به ارمغان می آورد در آزادی خیلی بیشتر: با تغییر نوری دام-و یا حتی تغییر آن را خاموش — ما می توانیم دستکاری نانوذرات حرکت در به طور کامل راه های جدید می گوید:” نیکولای Kiesel co-نویسنده و دستیار استاد در دانشگاه وین. طرح های مختلفی در این راستا پیشنهاد شده است, در میان دیگران توسط اتریش مبتنی بر فیزیک Oriol Romero-Isart و پیتر Zoller در اینسبروک, و ممکن است در حال حاضر تبدیل به ممکن است. برای مثال در ترکیب با تازگی به دست آورد motional زمین دولتی نویسندگان انتظار می رود که این صفحه جدید باز می شود فرصت های بی سابقه ای سنجش عملکرد و مطالعه اساسی در فرآیندهای حرارتی موتورهای کوانتومی رژیم و همچنین مطالعه پدیده های کوانتومی مربوط به بزرگ توده ها. “از یک دهه پیش آغاز شده که ما این تجربه را انگیزه این چشم انداز جدید دسته کوانتومی آزمایش. ما در نهایت در را باز کرد به این رژیم است.”

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه وین. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de

نرم افزار گرامرلی

ایندکسر