Bagaimana atom dihubungkan dengan menjilat instrumen kuantum dengan laser

Lex Kemper adalah profesor fisika di negara bagian NC. Dia mempelajari materi kuantum: materi padat memiliki sifat fisik bagus yang membuatnya berguna dalam komputasi atau aplikasi energi.

Baru-baru ini, Kemper adalah salah satu penulis studi komunikasi alam yang menggambarkan transfer episode zat kuantum tertentu (cerium tri-telluride, atau CT3) ketika didorong tidak seimbang oleh pulsa laser yang berlebihan. Proyek ini dipimpin oleh para peneliti dari Michigan State University, dengan kontributor tambahan dari Universitas Northwestern Dan Laboratorium Nasional Argonne. Di bawah, Kemper menjelaskan apa yang ditemukan tim peneliti dan mengapa hal itu penting.

Transisi fase adalah bagian fundamental dari fisika dan kimia. Misalnya, kita mengenal berbagai jenis air, tetapi konsep sistem partikel seperti itu benar-benar ada di mana-mana dalam sains. Sebagai hasil dari perubahan air di es yang kita ketahui, proses yang benar mengarah ke berbagai jenis es: terkadang es transparan dan terkadang tidak dan ada perbedaan cara Anda menyimpannya. Jadi, mempelajari bagaimana transisi fase terjadi menjelaskan banyak hal tentang fisika dasar kita dan fase yang dihasilkan di kedua sisi.

Pada level fisika kuantum, konsep yang sama berlaku. Saat kita secara bertahap mengubah suhu melintasi kenaikan suhu, kita melihat perubahan dari satu kondisi ke kondisi lainnya; Sebagai contoh, kita dapat melihat bahwa unsur-unsur mengeras, seperti halnya kita dapat melihat penampakan es, tetapi kita tidak melihat detail lapisan atom terjadi. Dengan melakukan itu kami dapat melampaui ini dan membuka jendela tentang bagaimana atom-atom menyusun ulang diri mereka sendiri dalam skala dari satu langkah sistem ke waktu atom (pikodetik) lainnya.

Dalam tugas khusus ini kami mempelajari CT3. Ini adalah bagian dari kelas material yang besar, tri-touride tanah jarang. Jika Anda melihat struktur atomnya pada suhu tinggi, bahan ini dibuat seperti jaring persegi bertumpuk. Saat suhu menurun, persegi menjadi persegi panjang. Ini dapat memiliki dua aspek (sebut saja A dan B), tetapi elemen hanya memilih satu. Yang tergantung pada kejadian – tegangan dan regangan lokal pada material yang disebabkan oleh kesalahan.

Dalam percobaan kami menggunakan pulsa laser tajam ultrashort untuk secara singkat menarik sistem keluar dari posisi persegi panjang “A” dan melihat bagaimana sistem mencoba untuk mereformasi. Karena keduanya tidak memiliki gaya penggerak yang sangat kuat terhadap keadaan persegi panjang, sistem ini membentuk persegi panjang A dan B. Karena satu persegi panjang (dalam siklus waktu atom pikodetik) mendominasi yang lain, ada luka bakar kecil dalam keadaan “salah” yang keluar selama nanodetik (panjang 100x) dan sulit untuk bertahan.

Hasil ini memberi tahu kita tentang aspek fundamental tentang bagaimana fase berubah, bagaimana bagian materi yang berbeda “berbicara” satu sama lain untuk menyelaraskan atom, sehingga polanya cocok, dan lanskap energi apa yang membuat semua ini terjadi.

Ketika kita tahu apa yang terjadi dengan instrumen kuantum dan bagaimana mereka mengubah statusnya di tingkat nuklir, kita dapat menggunakan pengetahuan itu untuk mengembangkan perangkat yang lebih baik dan lebih baik seperti mesin MRI dan menggunakan memori komputer yang lebih baik.

Referensi: Pengamatan konsentrasi simetri spontan 20 dalam keadaan “kepadatan muatan simetri spontan 21” yang diberikan oleh Farran Zhou, Joseph Williams, Shuishui Sun, Christos de Moliacas, Marcourie G. Kanatzidis, Alexander F. Kemper , dan Chong-Yu Ruan. Komunikasi dengan alam.
DOI: 10.1038 / s41467-020-20834-5

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Diet junk food dapat meningkatkan risiko mengemudi berbahaya di antara pengemudi truk

Diet tidak sehat yang terkait dengan kelelahan yang lebih besar: Faktor kunci dalam peningkatan risiko kecelakaan, kata para peneliti. Pola makan yang tidak sehat dapat...

Fotosintesis buatan menjanjikan sumber energi yang bersih dan berkelanjutan

Manusia dapat melakukan banyak hal yang tidak dapat dilakukan oleh tumbuhan. Kita bisa berjalan, berbicara, mendengarkan, melihat dan menyentuh. Tetapi tanaman memiliki...

Es laut di pantai Arktik menipis secepat yang saya kira

Es Arktik yang menurun bisa dibilang salah satu korban terbesar perubahan iklim, dan dampaknya sangat luas, dari keadaan beruang kutub yang ikonik dan satwa...

Dinosaurus terbesar di Australia – “Titan Selatan” – baru saja memasuki buku rekor!

Kolaborasi Australia, "Titan Cooper Selatan." Penulis: Vlad Konstantinov, Scott Hoknul © Museum Sejarah Alam Eromanga Apa lapangan basket yang lebih tinggi dari b-double, dan...

Maju dengan roket SLS Moon raksasa, pertemuan dekat dengan Ganymede dan gerhana cincin api

Inti roket Space Launch System (SLS) seberat 188.000 pon telah naik ke peluncur bergerak, di antara dua pendorong roket padat. Kredit: NASA Bergerak maju...

Newsletter

Subscribe to stay updated.