Tek Borulu Gazda Atomların Kuantum Spin Kontrollü

{h1}

Fizikçiler, atomların kuantum spinlerini manipüle edebileceklerini, muhtemelen spintronics gibi yeni elektronik türlerine yol açtıklarını gösteriyor.

Fizikçiler, atomların dönüşlerini kontrol etmenin yeni bir yolunu ortaya çıkardılar. Bu, yeni fizik türlerine ışık tutarken, yeni türdeki sensörlerin önünü açabilecek bir başarıydı.

Bilim adamları geçmişte atomların dönüşlerini başarabildikleri halde, Nature dergisinin 6 Haziran sayısında yer alan bu yeni başarı, Bose-Einstein kondensatı olarak adlandırılan garip bir soğutulmuş gazda ilk defa.

Araştırmacılar, bu bulguların aynı zamanda spintronics ya da bilgi taşımak için yükü yerine bir elektronun spinini kullanan elektronik devrelere doğru bir adım olabileceğini söylüyorlar.

Soğutulmuş rubidyum

Ortak Kuantum Enstitüsü, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) ve Maryland Üniversitesi'nden araştırma ekibi, bir vakum odasındaki rubidyum atomlarını yakalamak için birçok lazer kullandı. Rubidyum atomları küçük bir buluttaydı, bir tarafta yaklaşık 10 mikrometre, 1 mikrometre bir bakteri büyüklüğündeydi. Atomlar mutlak sıfırın üzerinde bir derece birkaç milyarda soğutuldu. [Tuhaf Fizik: Doğada Havalı Küçük Parçacıklar]

Atomları soğutmakla araştırmacılar, Bose-Einstein kondensatını oluşturdular. Bu, tüm atomların aynı kuantum mekanik halde olduğu, yani hepsinin "yukarı" veya "aşağı" dönüşlere sahip olduğu özel bir gaz türü; Kondensat normalde sadece atomik ölçekte görülebilen olayları ortaya çıkardı.

Ayrıca, nispeten yavaş hareket ettikleri için çok soğuk atomların izlenmesi daha kolaydır. Normal sıcaklıklarda, atomlar hızla hareket eder ve cihaz daha büyük olmalıdır. Bir NIST fizikçisi olan araştırmacı araştırmacı Ian Spielman, “Ultracold atomlarının size vereceği zamanı kendiniz vermek istiyorsunuz” dedi. "Ve her şeyi daha az uzayda yapabilirsiniz."

Araştırmacılar daha sonra soğuk gazı hafifçe itmek için başka bir lazer seti kullandılar. Bu küçük itme, atomları, ekibin, farklı spinlerle veya manyetik hizalamalarla atomları görebilmelerine yetecek kadar hareket ettirdiler. Birbirine ya da aşağıya dönüp dönmediklerine bağlı olarak, bir tarafa ya da diğerine geçerler.

Hareket spin Hall etkisi denir. Bir elektrik akımı içinden geçtiğinde bir tarafa veya bir malzeme parçasına hareket eden farklı dönüşlerin parçacıklarını içerir. Parçacıklar - elektronlar veya atomlar olabilirler - akımın yönüne dik olarak hareket ederler.

Spin Hall etkileri daha önce yarı iletkenlerde tespit edilmiştir, ancak bu bir Bose-Einstein kondansatörü ile ilk kez denenmiştir.

Rubidumdaki bu etkiyi indükleyerek, NIST ekibi, farklı spinlerin atomlarının nereye gittiğini, bu durumda bir lazer uygulayarak kontrol edebildiklerini gösterdi.

Spintronics ve sensörler

Kavramın, biri "spintronics" olan başka uygulamaları var. Bir spintronic bilgisayar, daha fazla veri saklayabilir ve hesaplamaları geleneksel bilgisayarlardan daha hızlı tamamlayabilirdi.

Hiç kimse spintronik devrelere yaklaşmaya gelmezken, ufukta daha yakın olan ivme ve hareketi algılayan daha iyi atalet sensörleridir. Spielman, fizik deneylerinde sofistike olanları kullandığını söyledi. Örneğin, farklı dönüşlerin atomlarını izlemek, yerçekimi ve manyetik alanlardaki küçük varyasyonları gösterebilir.

Temel fiziğe gelince, deney, spin Hall etkisini indüklemenin mümkün olmasından dolayı, kuantum-mekanik kuzenini indüklemek de mümkündür. Kuantum spin Hall etkisi, elektrik iletkenlerinden ziyade genellikle izolatör olan iki boyutlu materyallerde bulunan bir madde durumunu tarif eder. Sıkıştırma elektronları diğer taraf boyunca hareket ederken, spin-up parçacıkları - genellikle elektron - yalıtkanın bir kenarı boyunca iletkenlik içerir. Spielman, gelecekteki bir dizi deneyde keşfedileceğini söyledi.

Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı'nda başyazarı ve şimdi bir bilim adamı olan Matthew Beeler, denemenin parçacıkları ve spinlerini değiştirmek isteyen bilim adamları için mevcut “araç kutusunu” genişleteceğini söyledi. Beeler, “Güç, araçları yeni yollarla birleştirebilme yeteneğidir. Spin Hall etkisini alabilir ve başka bir şeye ekleyebilirsiniz” dedi.

Bizi takip et @wordssidekick, Facebook & Google+. WordsSideKick.com ile ilgili orijinal yazı.


Video Takviyesi: .




TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com