Bilim adamları kuantum keşifleri için süperiletkenliğe çift mıknatıslanma

Bilim adamları kuantum keşifleri için süperiletkenliğe çift mıknatıslanma
Yazıyı beğendiyseniz lütfen Paylaşın


Bilim adamları kuantum keşifleri için süperiletkenliğe çift mıknatıslanma

Argonne'deki araştırmacılar çipte bir kuantum devresi sergilediler ve bir süper iletken rezonatör ile manyetik bir cihaz arasında güçlü bir bağlantı sağladılar. Sonuçlar, çipte kuantum magnoniği ve kuantum bilgi işlemeyi araştırmak için yeni bir platform sunuyor. Kredi: Ellen Weiss / Argonne Ulusal Laboratuvarı

Kuantum hesaplama, bilim adamlarının bilgiyi işleme ve manipüle etme yollarında devrim yaratacağına söz veriyor. Kuantum teknolojilerinin fiziksel ve maddi destekleri halen araştırılmaktadır ve araştırmacılar, bilginin kuantum düzeyinde manipüle edilip değiştirilebileceği yeni yollar aramaya devam etmektedir.

Son zamanlarda yapılan bir araştırmada, ABD Enerji Dairesi'ndeki (DOE) Argonne Ulusal Laboratuvarı bilim adamları, magazin denilen kuantum manyetik spin dalgalarını eşdeğer enerjinin fotonlarına bağlayan minyatürleştirilmiş bir yonga tabanlı süper iletken devre oluşturdular. Kuantum bilgisinin manipülasyonu için manyetizma ve süperiletkenlikle birleşen bu "çip" yaklaşımının geliştirilmesi yoluyla, bu temel keşif, kuantum hesaplamada gelecekteki gelişmelerin temelini atmaya yardımcı olabilir.

Manyetikler, manyetik düzenlenmiş sistemlerde, malzemedeki her atomdaki mıknatıslanma yönlerinin salınımına neden olan manyetik bir malzemenin içindeki uyarımlar olarak ortaya çıkarlar – dönüş dalgası denilen bir fenomen. Araştırmanın yazarı olan Argonne materyalist bilim adamı Valentine Novosad, “Birbirine manyetik olarak birbirine bağlı bir dizi pusula iğnesi olması gibi düşünebilirsiniz” dedi. "Birini belirli bir yöne tekmelerseniz, geri kalanı boyunca yayılan bir dalganın oluşmasına neden olur."

Işık fotonlarının hem dalgalar hem de parçacıklar olarak düşünüldüğü gibi magnons da olabilir. "Bir fotonun temsil ettiği elektromanyetik dalga, bir magnon tarafından temsil edilen spin dalgasına eşittir – ikisi birbirinin analoglarıdır," dedi Argonne doktora sonrası araştırmacının araştırmacısı Yi Li.

Fotonlar ve magnolar birbirleriyle bu kadar yakın bir ilişkide olduklarından ve her ikisi de manyetik alan bileşeni içerdiğinden, Argonne bilim adamları bu ikisini bir araya getirmek için bir yol aradılar. Magnons ve fotonlar, manyetik sistemlerde eşleştirilebilecek magnoların enerjisine benzer bir enerji ile mikrodalga fotonlar taşıyan süper iletken bir mikrodalga boşluğu vasıtasıyla birbirleriyle "konuşur".

Eşdüzey geometriye sahip süper iletken bir rezonatör kullanmanın etkili olduğu kanıtlanmıştır, çünkü araştırmacıların düşük kayıplı bir mikrodalga akımı iletmesine izin vermiştir. Ek olarak, ayrıca magnona bağlanacak fotonların sıklığını rahatça tanımlamalarını da sağladı.

Novosad, "Rezonatörün doğru uzunluğunu, magne ve fotonlarımızın doğru enerjisiyle eşleştirerek, özünde enerji ve kuantum bilgisi için bir tür yankı odası yaratıyoruz" dedi. “Uyarılar, rezonatörde çok daha uzun süre kalır ve bu, kuantum hesaplama yapmak söz konusu olduğunda, bunlar, operasyonları gerçekleştirebileceğimiz değerli anlardır.”

Rezonatörün boyutları, mikrodalga fotonun frekansını belirlediğinden, magnonun buna uyacak şekilde ayarlanması için manyetik alanlar gereklidir.

Novosad, "Bir gitar veya keman çalmak gibi düşünebilirsiniz," dedi. "İpinizin uzunluğu – bu durumda, foton rezonatörümüz – sabittir. Magnolar için bağımsız olarak, ip üzerindeki gerginlik miktarını değiştirmeye benzer olan manyetik alanı ayarlayarak aleti ayarlayabiliriz. "

Sonunda, Li, bir süper iletken ve manyetik sistemin bir araya gelmesinin, kuantum bilgisini manipüle etmek için fırsatlar sunan, magnon ve fotonun hassas bir şekilde bağlanmasına ve ayrılmasına izin verdiğini söyledi.

Bir RON Bilim Kullanıcı Tesisi Ofisi olan Nano Ölçek Materyalleri Merkezi, rezonansı litografik olarak işlemek için kullanılmıştır.

3 Eylül sayısında "Çip üzerinde ferromanyetik süperiletken ince film cihazlarında magnozlar ve mikrodalga fotonlar arasındaki güçlü bağlantı" çalışmasına dayanan bir makale yayınlandı. Fiziksel İnceleme Mektupları ve Editörlerin Önerisinde de vurgulandı.


Maddenin egzotik hallerini anlamak için manyetik sistemlerde kuantum olaylarını incelemek


Daha fazla bilgi:
Yi Li ve diğ. Chip-Ferromagnet-Superconductor İnce Film Cihazlarında Mikrodalga ve Fotonlar Arasında Güçlü Bağlantı, Fiziksel İnceleme Mektupları (2019). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.123.107701

Tarafından sunulan
Argonne Ulusal Laboratuvarı


alıntı:
                                                 Bilim adamları kuantum keşifleri için süperiletkenliğe çift mıknatıslanma (2019, 6 Eylül)
                                                 8 Eylül 2019 tarihinde alındı
                                                 https://phys.org/news/2019-09-scientists-couple-magnetization-superconductivity-quantum.html adresinden

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacıyla yapılan herhangi bir dürüst işlem dışında,
                                            Bölüm, yazılı izin olmadan çoğaltılabilir. İçerik sadece bilgi amaçlıdır.



Kaynak

admin

Talebemektebi bir sevdanın hikayesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir