Süperiletkenlerde bulunan ışık kontrollü Higgs modları; potansiyel sensör, bilgi işlem kullanımları

Süperiletkenlerde bulunan ışık kontrollü Higgs modları;  potansiyel sensör, bilgi işlem kullanımları
Yazıyı beğendiyseniz lütfen Paylaşın


Fizik bölümü olmasanız bile, Higgs bozonu hakkında muhtemelen bir şeyler duymuşsunuzdur.

Nobel ödüllü Leon Lederman’ın Higgs “Tanrı Parçacığı” adını taşıyan 1993 tarihli bir kitabının başlığı vardı. Avrupa’daki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı içinde 2009’daki ilk çarpışmalardan sonra fırlatılan Higgs parçacığı için arama yapıldı. Peter Higgs ve Francois Englert’in, 1964’te bağımsız bir şekilde temel bir parçacığın – Higgs’in – atom altı parçacıklardaki kütlenin kaynağı olduğunu ve evreni mümkün olduğunu bildiğimiz gibi yaptığını teorileştirdikleri için Nobel Fizik Ödülü’nü kazandıklarına dair 2013 duyurusu vardı.

(Ayrıca, çarpıştırıcıdaki ATLAS Deneyinin daha sonra Higgs olduğu onaylanan yeni bir parçacığı nasıl gözlemlediğini açıklayan 2012 araştırma makalesinin yazar listesinde Iowa Eyalet Üniversitesi fizikçileri var.)

Ve şimdi, Iowa Eyaleti’nde fizik ve astronomi profesörü ve ABD Enerji Bakanlığı’nın Ames Laboratuvarı’nda kıdemli bir bilim adamı olan Jigang Wang ve bir araştırma ekibi, bir süper iletken içindeki ünlü parçacığın bir şeklini keşfettiler, elektriği iletebilen bir malzeme. dirençsiz, genellikle çok soğuk sıcaklıklarda.

Wang ve ortakları – aralarında Raymond R. Holton Mühendislik Kürsüsü olan Chang-Beom Eom ve Wisconsin-Madison Üniversitesi’nden Theodore H. Geballe Profesörü; Birmingham Alabama Üniversitesi’nde fizik profesörü ve başkanı Ilias Perakis; ve Florida Eyalet Üniversitesi’nde makine mühendisliği profesörü ve geçici başkanı olan Eric Hellstrom – ayrıntıları dergi tarafından kısa süre önce çevrimiçi olarak yayınlanan bir makalede bildirin Doğa İletişimi.

Laboratuvar deneylerinde, demir bazlı, yüksek sıcaklıkta (ama yine de çok soğuk), çok enerjili bantta, alışılmadık süperiletkenlerde kısa ömürlü bir “Higgs modu” bulduklarını yazıyorlar.

Bir kuantum keşfi

Bu Higgs modu, atomların kuantum ölçeğinde, elektronik hallerinde ve enerjisel uyarılmalarında bulunan bir madde halidir. Bu moda, süper iletken üzerinde saniyede trilyonlarca atımlık terahertz frekanslarında yanıp sönen lazer ışığı ile erişilebilir ve kontrol edilebilir. Higgs modları farklı enerji bantları içinde oluşturulabilir ve yine de birbirleriyle etkileşim halindedir.

Wang, bir süperiletken içindeki bu Higgs modunun potansiyel olarak yeni kuantum sensörleri geliştirmek için kullanılabileceğini söyledi.

Wang, “Tıpkı Büyük Hadron Çarpıştırıcısının Higgs parçacığını karanlık enerjiyi veya antimaddeyi tespit etmek için kullanması gibi, evrenin kökenini anlamamıza yardımcı olması gibi,” dedi Wang. “Ve masa üstündeki Higgs modu sensörlerimiz, maddenin kuantum hallerinin gizli sırlarını keşfetmemize yardımcı olma potansiyeline sahip.”

Wang, bu anlayışın yüksek hızlı bilgi işlem ve bilgi teknolojileri için yeni bir “kuantum devrimi” geliştirebileceğini söyledi.

Wang, “Bu egzotik, garip, kuantum dünyasının gerçek hayata uygulanmasının bir yolu” dedi.

Süper iletkenlerin ışık kontrolü

Proje, bu Higgs modu gibi süperiletkenler içinde saklı olan özel özelliklere erişmek ve anlamak için üç yönlü bir yaklaşım benimsiyor:

Wang’ın araştırma grubu, bir süperiletken içinde hareket eden elektron çiftlerini görselleştirmek ve yönlendirmek için kuantum terahertz spektroskopisi adı verilen bir araç kullanıyor. Araç, süper akımları hızlandırmak ve maddenin yeni ve potansiyel olarak yararlı kuantum hallerine erişmek için bir kontrol düğmesi olarak lazer flaşları kullanır.

Eom’un grubu, Higgs modunu ortaya çıkarmak için yeterince yüksek kalitede demir bazlı süper iletkenin kristalin ince filmlerini üreten sentez tekniğini geliştirdi. Hellstrom’un grubu, demir bazlı süper iletken ince film gelişimi için biriktirme kaynakları geliştirdi.

Perakis’in grubu, deneylerin sonuçlarını açıklamak ve Higgs modundan gelen göze çarpan özellikleri simüle etmek için kuantum modellerinin ve teorilerinin geliştirilmesine öncülük etti.

Çalışma, Ulusal Bilim Vakfı’ndan Wang’a verilen bir hibe ve ABD Enerji Bakanlığı’ndan Eom ve Perakis’e hibe ile desteklendi.

Perakis, “Disiplinlerarası bilim burada anahtardır” dedi. “Kuantum fiziği, malzeme bilimi ve mühendisliği, yoğun madde fiziği, lazerler ve temel, yüksek enerji ve parçacık fiziğinden ilham alan fotoniğe sahibiz.”

Tüm bu alanlardaki araştırmacıların proje üzerinde birlikte çalışması için iyi, pratik nedenler var. Bu durumda, dört araştırma grubundan öğrenciler bu keşfi gerçekleştirmek için danışmanlarıyla birlikte çalıştılar.

Wang bir araştırma özetinde, “Bilim adamları ve mühendisler,” diye yazdı, “son zamanlarda süper iletkenler gibi belirli malzemelerin kuantum bilgi ve enerji bilimindeki uygulamalar için kullanılabilecek özelliklere sahip olduğunu fark ettiler, ör. İşleme, kaydetme, depolama ve iletişim.”

.

Kaynak

admin

admin

Talebemektebi bir sevdanın hikayesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Translate »