Fisikawan mengamati persaingan antara perintah magnet

Sistem: Gambar tomografi kisi kristal es yang terbuat dari atom perangkap cahaya pada beberapa lembar bilayer yang menunjukkan konsentrasi pada satu tingkat (spin). Ini memberikan informasi tentang urutan magnet atom. Gambar di sebelah kanan menunjukkan kerapatan rata-rata satu lapisan di atas dua belas realisasi (merah oranye). Penghargaan: Marcel Gaul, Nicola Warge, dan lainnya. / Alam

Studi Alam: Tim peneliti dari Universitas Hutan memperoleh wawasan tentang fenomena kuantum novel.

Mereka setipis rambut, hanya satu juta kali lebih tipis pada apa yang disebut bahan dua dimensi yang terdiri dari satu lapisan atom, dan telah menjadi subjek banyak penelitian selama bertahun-tahun. Pada 2010, dua ilmuwan Rusia-Inggris memenangkan Hadiah Nobel dalam Fisika untuk penemuan mereka. Graphene, Grafit adalah blok bangunan. Fitur khusus dari bahan-bahan ini adalah bahwa mereka memiliki fitur-fitur mewah yang hanya dapat dijelaskan oleh hukum mekanika kuantum dan mungkin relevan dengan teknologi maju. Para peneliti di Forest University kini telah menggunakan atom ultra dingin untuk mendapatkan wawasan baru tentang fenomena kuantum yang tidak diketahui. Mereka menemukan bahwa perintah magnet bersaing satu sama lain dalam dua film tipis gabungan atom. Studi tersebut dipublikasikan di jurnal Nature.

Sistem kuantum merasakan keadaan materi yang sangat unik yang muncul dari dunia struktur nano. Ini memfasilitasi berbagai aplikasi teknologi baru, seperti berkontribusi untuk mengamankan enkripsi data, memperkenalkan perangkat teknologi kecil dan cepat, dan bahkan memungkinkan pengembangan komputer kuantum. Di masa depan, komputer semacam itu dapat memecahkan masalah yang tidak dapat diselesaikan oleh komputer konvensional secara lengkap atau hanya untuk waktu yang lama.

Belum sepenuhnya dipahami bagaimana fenomena yang tidak biasa dari kuantum muncul. Untuk menjelaskan hal ini, tim fisikawan yang dipimpin oleh Profesor Michael Cahill dari University of Quantum Computing Cluster of Matter and Light di Universitas Forest menggunakan apa yang disebut simulator kuantum, yang meniru interaksi beberapa partikel kuantum – beberapa – yang tidak dapat dilakukan dengan cara konvensional. Bahkan model komputer yang canggih tidak dapat menghitung proses kompleks seperti finalisasi dan kelistrikan hingga detail terakhir.

Atom sangat dingin meniru padatan

Simulator yang digunakan para ilmuwan membawa atom sangat dingin – sangat dingin karena suhunya sepersepuluh derajat di atas Nol mutlak. Atom didinginkan menggunakan laser dan medan magnet. Atom terletak dalam kisi optik, seperti halnya dengan sinar laser supermarposing gelombang permanen. Jadi, atom meniru perilaku elektron dalam keadaan padat. Pengaturan eksperimental memungkinkan ilmuwan melakukan berbagai macam eksperimen tanpa perubahan eksternal.

Dalam simulator kuantum, para ilmuwan untuk pertama kalinya berhasil mengukur hubungan magnetik dari tepat dua pasang lapisan kisi kristal. “Melalui kekuatan penyatuan ini, kami telah mampu membalikkan magnet hingga 90 derajat – tanpa mengubah material dengan cara apa pun,” jelas Nicola Warge dan Marcel Gall, penulis pertama kelompok penelitian Michael Kohl. .

Untuk mempelajari distribusi atom dalam kisi optik, fisikawan menggunakan mikroskop resolusi tinggi yang dapat digunakan untuk mengukur hubungan magnetik antara masing-masing lapisan kisi. Oleh karena itu, mereka menyelidiki urutan magnetik, yaitu penyelarasan timbal balik momen magnet atom dalam keadaan padat simulasi.Mereka mengamati bahwa urutan magnet antara lapisan bersaing dengan rantai utama dalam satu lapisan dan sampai pada kesimpulan bahwa lapisan bertemu lebih kuat. Pada saat yang sama, korelasi antara lapisan individu berkurang.

Hasil baru memungkinkan pemahaman yang lebih baik tentang magnet yang disebarkan dalam sistem lapisan berpasangan pada tingkat mikroskopis. Di masa mendatang, penelusuran akan membahas tentang memprediksi properti material dan, antara lain, membantu benda padat mendapatkan fungsi baru. Karena, misalnya, superkonduktivitas suhu tinggi terkait erat dengan kopling magnet, penemuan baru dalam jangka panjang dapat berkontribusi pada pengembangan teknologi baru berdasarkan superkonduktor tersebut.

Sebutkan: Persaingan tatanan magnetik dalam model Billiard Hubbard dengan atom ultrasoulded “pada Januari 2021” oleh Marcel Gall, Nicola Warz, Jens Samland, Chun Fi Chan dan Michael Kohl. Alam.
DOI: 10.1038 / s41586-020-03058-x

Pendanaan: Studi ini didanai oleh Bonn-Colon Graduate School of Physics and Astronomy, University of Bonn and Cologne, Alexander von Humboldt Foundation, Associate Research Center TRR 185 “OSCAR – Nuclear and Photonic Quantum Matter Control German Mating 4Q) Cluster of Excellence dan Stiltung der Deutsche Wartsft didanai oleh German Research Foundation Taylor Coupling to Reservoirs “.

Kluster Keunggulan Materi dan Cahaya (ML4Q) untuk Komputasi Kuantum

The Matter and Light (ML4Q) Cluster of Excellence for Quantum Computing adalah kolaborasi penelitian dengan Cologne, Aachen dan Bonn University, serta ForceScentrum Zelich. Ini didanai sebagai bagian dari strategi keunggulan pemerintah federal dan negara bagian Jerman. Tujuan dari ML4Q adalah untuk mengembangkan komputasi baru dan arsitektur jaringan menggunakan prinsip mekanika kuantum. ML4Q meningkatkan dan memperluas kompetensi pelengkap di tiga bidang penelitian utama: Fisika Solid-State, Optik Kuantum, dan Ilmu Informasi Kuantum.

Cleanser of Excellence tertanam dalam “Blok Bangunan Subjek dan Interaksi Dasar” di Area Riset Transdisipliner Universitas Bonn. Dalam enam TRA yang berbeda, ilmuwan dari fakultas dan disiplin ilmu yang berbeda berkumpul untuk mengerjakan topik penelitian yang relevan di masa depan.

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.