Rambio Mengungkapkan Fenomena Magnetik yang Berguna untuk Simulasi dan Penginderaan Kuantum

Sebuah studi yang dipimpin oleh Rice University menemukan sebuah bentuk unik dari interaksi spin-spin harmonik dan ultrasound pada para ahli ordo di bawah medan magnet yang kuat. Termasuk penemuan untuk simulasi dan penginderaan kuantum. Kredit: Diilustrasikan oleh Motoki Bamba / Universitas Kyoto

Sudut yang aneh menghasilkan kopling spin-spin yang kuat

Terkadang ada hal-hal karena frustrasi dan itulah yang Anda butuhkan.

Ini terjadi ketika kristal ortofir menjadi sedikit membingungkan di laboratorium di Universitas Rice. Tak pelak, kristal-kristal ini menjadi dasar penemuan yang beresonansi dengan para peneliti yang mempelajari teknologi kuantum berdasarkan spintronics.

Fisikawan beras Junichiro Ko, alumnus Takuma Makihar dan rekannya menemukan komponen ortofirit yang menunjukkan interaksi ultrasound, yang secara individual terlindungi di antara magnet kristal oksida besi itarium yang ditempatkan di medan magnet tinggi.

Orthopherites adalah kristal besi oksida yang berasosiasi dengan satu atau lebih elemen tanah jarang.

Magnus adalah quisiparticles, struktur hantu yang mewakili eksitasi gabungan spin elektron dalam kisi kristal.

Apa yang perlu dilakukan seseorang dengan yang lain didasarkan pada sebuah studi yang diterbitkan di Nature Communications, di mana Cono dan timnya menggambarkan hubungan yang tidak biasa antara dua magnet yang didominasi oleh antireminasi, di mana kedua magnet tersebut dapat memperoleh atau kehilangan energi pada saat yang bersamaan.

Biasanya, ketika dua osilasi dicocokkan dengan cara yang beresonansi, yang satu memperoleh energi dengan mengorbankan yang lain dan menghemat energi total, kata Cono.

Namun, kedua osilasi dalam koneksi antresonan (atau penghitung) dapat memperoleh atau kehilangan daya pada saat yang sama melalui kontak dengan ruang hampa kuantum, memprediksi medan titik nol yang ada dengan mekanika kuantum.

Anggap saja sebagai tampilan miniatur yang mungkin dipaksa untuk ditekuk di tengah.

Makihar dan rekan penulis Kenji Hayashida Universitas Hokkaido Dan Motoki Bamba, fisikawan di Universitas Kyoto, menggunakan penemuan ini secara teoritis untuk menunjukkan potensi kompresi kuantum yang signifikan pada permukaan gabungan sistem Magnon-Magnon.

Seseorang berkata bahwa jumlah fluktuasi atau kebisingan yang dapat diukur yang terkait dengan Magnus dapat ditekan, sementara pada saat yang sama meningkatkan jumlah kebisingan dengan jumlah lain, kata Cono. “Ini terkait dengan prinsip ketidakpastian Heisenberg di mana satu set variabel terkait, tetapi jika Anda mencoba mengukur satu secara akurat, Anda akan kehilangan informasi tentang yang lain. Jika Anda mengklaim satu, ketidakpastian tentang yang lain meningkat.

“Biasanya, untuk membuat status skala kuantum, sistem perlu digerakkan dengan kuat dengan bantuan sinar laser. Namun, sistem Takumar telah menjadi inferior secara internal; Ini, pada gilirannya, bisa digambarkan sebagai keadaan yang sudah menyusut, “katanya.” Ini bisa menjadi platform yang berguna untuk aplikasi penginderaan kuantum. “

Makihar mengatakan keunikan tersebut dicapai dengan medan magnet yang kuat seperti magnetic resonance imaging. Medan menerapkan torsi pada momen magnet antar atom, dalam hal ini ortoferit. Menyebabkannya berputar (atau default).

Dibutuhkan medan yang kuat. Cono Lab’s Rambio – Rice Advanced Magnet dengan Broadband Optics – spektrometer unik yang dirancang oleh fisikawan Hiroiki Naziri dari Tohoku University untuk memungkinkan para peneliti mengungkap bahan yang didinginkan Nol, tentu saja Bersama dengan pulsa laser ultrashort dalam medan magnet yang kuat hingga 30 sdt.

“Kami berkata, ‘Apa yang bisa kami pelajari dengan Rambo? Apa fisika baru dalam sistem pemerintahan yang unik ini? Makihar, seorang mahasiswa pascasarjana di Universitas Stanford, berkata. “Arthropherites memiliki magnum yang mentransfer 30 Tesla dan frekuensi selama rezim Thirheartz. Pengukuran awal tidak menarik.

“Tapi kami mendapatkan kristal (yang dikembangkan oleh fisikawan Universitas Shanghai Shiksun Kao dan timnya) yang tidak memiliki wajah paralel sempurna,” katanya. “Itu hanya menjadi perhatian kami saat itu. Dan suatu hari, kami memuat kristal pada sudut di atas magnet sehingga medan magnet di sepanjang sumbu kristal tidak diterapkan.

“Kami berharap frekuensi Magnon hanya bisa bergerak dengan medan magnet, tapi ketika miring kami melihat celah kecil,” kata Makihar. “Jadi, setelah mendiskusikan temuan ini dengan Profesor Bumbar, kami dengan jelas meminta kristal berbeda yang dipotong pada sudut yang berbeda dan mereka diukur dan melihat tingkat anti-penyilangan yang sangat besar ini. Ini adalah tanda tangan Ultrastrong Coupling. “

Antiarson selalu ada dalam materi cahaya dan interaksi terkait materi tetapi memiliki sedikit kehadiran dibandingkan dengan interaksi resonansi dominan, catat para peneliti. Ini tidak terjadi pada para ahli ortodoks yang dipelajari oleh Cono Labs.

Mengekspos material ke medan magnet tinggi dan memiringkan kristal dengan medan sama dengan antisonsonance dan bahkan melampaui resonansi.

Ketika medan magnet berputar tambahan (misalnya, dari cahaya terpolarisasi melingkar) diperkenalkan, momen sebelumnya berkomunikasi dengan kuat dengan bidang yang berputar dengan momen (medan co-rotating), di mana mereka dengan lemah menyentuh bidang yang berputar ke arah yang berlawanan (mundur ).

Dalam teori kuantum, kata Bamba, apa yang disebut kontra-interaksi ini mengarah pada interaksi aneh di mana sistem cahaya dan materi dapat memperoleh atau kehilangan energi pada saat yang bersamaan. Interaksi antara momen magnet dan medan tandingan dianggap sebagai antiretroviral dan biasanya memiliki pengaruh yang sangat kecil. Namun, dalam kasus subjek yang dipelajari di Rice, interaksi antresonan dapat dipengaruhi secara paralel.

“Energi interaksi co-rotating dan counteracting biasanya konstan dalam sistem, dan respon terhadap interaksi co-rotating selalu mempengaruhi aktivitas penghambatan”. “Tetapi sistem ini tahan karena memiliki dua gaya fusi yang berbeda dan sangat terlindungi oleh adaptasi kristal dan kekuatan medan magnet. Kita dapat menciptakan situasi mewah di mana efek dari kata-kata balasan lebih efektif daripada kondisi rotasi bersama.

“Dalam sistem materi cahaya, ketika frekuensi cahaya dan materi sama, mereka bergabung membentuk polariton,” katanya. “Sesuatu yang serupa terjadi dalam kasus kita, tapi itu antara materi dan materi. Menghibridisasi dua mode magnon. Tingkat hibridisasi menjadi begitu tinggi sehingga ada pertanyaan lama tentang apa yang terjadi bahkan jika melebihi kekuatan resonansi.

Dia berkata, “Selama rezim seperti itu, peristiwa eksternal diperkirakan terjadi karena interaksi pencegahan, termasuk transformasi keadaan vakum cor dan bidang stasioner menjadi keadaan baru yang ditampilkan secara spontan. “Dan kami telah menemukan bahwa kami dapat mencapai situasi seperti ini dengan menyetel medan magnet.”

Studi baru memelopori upaya tim Cono untuk mengamati perjalanan dari tahap superdriental penis, sebuah fenomena yang dapat menciptakan keadaan materi eksternal baru dan mengarah pada kemajuan dalam memori kuantum dan transduksi. Laboratorium melaporkan penemuannya di bidang sains dan pada 2018 mencari metode yang menjanjikan untuk merealisasikan materi dalam penggandengan materi-materi.

Orthoferrite dapat bertindak sebagai simulator kuantum di medan magnet, sistem kuantum sederhana dan sangat disetel yang mengatur representasi yang lebih kompleks dari sejumlah partikel interaktif atau parameter yang dapat diakses secara eksperimental, kata Cono.

Dengan bantuan kopling magnon-magnon merdu di orthopherites, katanya, wawasan tentang sifat ultrasound, tanah hibrida zat cahaya kembar dapat disediakan, katanya.

Cono mengatakan hasil mereka juga akan mendorong mereka untuk mencari lebih banyak elemen yang dapat berdampak. “Rare-earth orthotheres adalah kelompok material yang besar dan kami baru mempelajarinya,” katanya.

Referensi: “Mempengaruhi Sintesis Magnon-Magnon Ultrasound oleh Interaksi Antirenant” Hiroyuki Naziri, Dmitry Turchinovich, Shiksun Kao, Motoki Bamba dan Junichiro No, 25 Mei 2021, Komunikasi dengan alam.
DOI: 10.1038 / s41467-021-23159-z

Rekan penulis makalah penelitian ini termasuk alumni Timothy No dan Jinui Lee dan mahasiswa pascasarjana Nicholas Pereka dari Rice; Mahasiswa pascasarjana Xiaosuan Ma dan Profesor Guhong Ma dan Wei Ren dari Universitas Shanghai; Xuanming Jin, profesor di Universitas Sains dan Teknologi Shanghai; Associate Professor Ikufumi Kataiyama dan Profesor Jun Tekeda dari Universitas Nasional Yokohama di Jepang; Dan Dmitry Turchinovich, seorang profesor di Universitas Bielefeld di Jerman. Hayashida juga seorang siswa tamu di Rice.

Kyoto dan Bamba, profesor asosiasi di Universitas Kyoto dan Institut Sains dan Teknologi Jepang, Saitama, ikut menulis makalah ini. Carl F. Hasselman adalah Profesor Teknik dan Profesor Teknik Listrik dan Komputer, Fisika dan Astronomi, dan Ilmu Material dan Nanoengineering.

Studi ini didukung oleh National Science Foundation, Kantor Riset Angkatan Darat, dan National Natural Science Foundation of China.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Menyelidiki lebih dalam tentang asal usul sinar kosmik dengan gerakan Brown geometris

Representasi skema sinar kosmik yang merambat melalui awan magnetik. Kredit: Salvatore Buonocore Model simulasi menyediakan langkah pertama dalam mengembangkan algoritma untuk meningkatkan metode deteksi. Sinar...

Penyerapan elektron terpisah yang ditangkap dalam film

Film menangkap gambar penangkapan elektron terpisah. Kredit: Javier Marmolejo Para peneliti di Universitas Gothenburg telah mengamati penyerapan satu elektron oleh tetesan melayang dengan amplitudo...

Perlindungan probiotik? Bakteri Usus Ditemukan Melindungi Usus Terhadap Virus COVID-19

Para peneliti dari Universitas Yonsei di Korea Selatan telah menemukan bahwa bakteri tertentu yang hidup di usus manusia mengeluarkan obat yang menghambat SARS-CoV-2. ...

Menggali sejarah populasi Neanderthal menggunakan DNA nuklir purba dari sedimen gua

Galeri patung gua di Spanyol utara. Penulis: Javier Trueba - film sains Madrid DNA mitokondria manusia purba telah diekstraksi dari deposit gua, tetapi nilainya...

Sakelar Semikonduktor Berpanduan Laser untuk Komunikasi Generasi Selanjutnya

Insinyur Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah menemukan jenis baru sakelar semikonduktor yang digerakkan oleh laser yang secara teoritis dapat mencapai kecepatan lebih tinggi pada...

Newsletter

Subscribe to stay updated.