Компьютерная помощь онлайн

Проверка компьютера онлайн, микрофона, камеры, статьи о ремонте

Игрушка-вдохновил эксперимент на поведение квантовых систем

С подвесных металлических шаров, которые клак взад и вперед, колыбель Ньютона является более популярной игрушкой рабочего стола. Он научил не одно поколение студентов о сохранения импульса и энергии. Это также вдохновение для эксперимента Бенжамин Лев, доцент кафедры физики и прикладной физики в Стэнфордском университете, создал для изучения квантовых систем.

Лев и его группа построили свою собственную квантовую версию колыбель Ньютона для того, чтобы ответить на вопросы о том, как хаотическое движение квантовой частицы в конечном итоге приводит к тепловое равновесие в процессе термализации. Отвечая, как это происходит в квантовых системах может помочь в разработке квантовых компьютеров, датчиков и устройств, которые Лев характеризуется как «Квант технологической революции».

«Если мы хотим быть в состоянии создать устройства, которые являются надежными и полезными, мы должны понять, как ведут себя квантовые системы из равновесия … когда они пнули, как колыбель Ньютона — на уровне как фундаментальных, как мы понимаем, что для классических систем», — сказал Лев.

С колыбели, исследователи впервые наблюдали, как после вызывания небольших количествах хаотического движения, квантовая система достигает теплового равновесия. Они опубликовали свои результаты 2 мая в физический Обзор х.

Результаты этих экспериментов, которые не подходят предыдущие прогнозы, привели к теории о том, как этот процесс работает в квантовых системах.

Очень холодно, сильно магнитный

В бурный водоворот молока-оно добавляется в кофе является знакомым примером хаоса в квантовом мире. Со временем, кофе смесь станет однородной и, следовательно, не достигнет равновесия. То, что Лев лаборатории хотелось знать, как эта эволюция происходит в квантовых системах после того, как они вызывают просто прикосновение хаоса. С помощью экспериментов с их колыбелью, исследователи впервые наблюдали этот процесс, как это произошло.

Колыбель лаборатории Льва квантовой Ньютона отличается от всего, что вы видели в закуток вашего сотрудника. Исследователи блеск лазерных лучей через герметичную камеру, чтобы охладить газ атомов почти до абсолютного нуля-один из самых холодных известных газов во Вселенной, а затем они загружают эти атомы в массив лазерных трубок, которые выступают в качестве структуры для Ньютона. Каждый из 700 параллельными люльками содержит около 50 атомов в ряд. Затем, еще один лазер выбивает атомы, начиная движение каретки.

В отличие от предыдущих квантовой колыбель Ньютона, разработанная Дэвид Вайс в университете штата Пенсильвания, где слабо магнитных атомов занял место металлической колыбели сферах, колыбель лаборатории Лев состоит из сильно магнитных атомов.

Эта работа опирается на предыдущие достижения лаборатории по созданию первого квантового газа сильно диспрозий магнитный элемент, связана с тербий как самый магнитный из всех элементов. Президент Обама дал Лев а президентскую награду для ученых и инженеров за этот рубеж в 2011 году. Это атомы диспрозия исследователи загружали в герметичные камеры.

Исследователи могут настроиться, как эти атомы влияют на своих соседей. Они могут составить акт колыбель, как будто атомы не обладают магнитными свойствами, так что он будет производить периодические движения, типичные для колыбели Ньютона. Или они могут производить хаотичные движения путем поворота магнетизм — как колыбель Ньютона с магнитами привязали к сфере.

До сих пор физики не было теории, как возникает термализации в тонко хаотических квантовых систем. Предыдущие исследования с компьютерное моделирование привело к разным выводам. Теперь, с помощью своих экспериментов, исследователи напрямую показали, что колебания в колыбели достиг равновесия в последовательность из двух экспоненциальных шагов, который был неожиданный результат.

Они также подтвердили экспериментальные результаты в широком компьютерного моделирования. На основании этих экспериментов и моделирования, группа разработала теорию, которая объясняет свои выводы.

«Это означает, что мы можем иметь очень общий, простая теория как сложных квантовых системах замерзнуть», — сказал Лев. «Это прекрасно, потому что она позволяет перевести на другие системы.»

Атом за атомом

Уже сейчас исследователи имеют несколько экспериментов, планируемых для колыбели магнитное квантовое Ньютона и они ожидают гораздо больше возможностей для построения на основе данного материала, как квантовая революция развивается.

«Очень сложных лазерных технологий можно манипулировать систем атом за атомом», — сказал Тан Ицзюня, недавно окончил докторантом в Лев лаборатории и ведущий автор статьи. «Так, может, то, что мы можем сделать, будет выходить за рамки фундаментальных научных вопросов. Возможно, в какой-то момент, мы можем превратить эти технологии в что-то более практичное, а также.»

В экспериментах прийти, исследователи могут добавить расстройство для труб держатель в виде крапинку лазерного света, чтобы увидеть, если они могут создать своего рода квантовый стекло, которое уклоняется от термализации. Эксперименты, которые способствовали этой бумаге было все сделано с одной версии диспрозий, изотопы, называемых бозонами, поэтому группа также планирует повторить свою работу с альтернативной версией, фермионы. Они не уверены, является ли изменение фермионов будет иметь значение для термализации, сказал Лев, и они будут приветствовать еще один сюрприз.

Дополнительные Стэнфорд соавторы Виль Као Куан-Ю Ли и Сан вон СЕО. Krishnanand Mallayya и Риголит из штата Пенсильвания Маркос и Саранг Гопалакришнан из городского университета Нью-Йорка являются также соавторами. Лев является преподавателем в школе гуманитарных наук и наук в Стэнфорде.

Это исследование финансировалось Национальным научным фондом и управлением воздушных сил научного исследования.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

1 × четыре =




САМЫЙ ДЕШЁВЫЙ ХОСТИНГ

Дешевый хостинг

Простая и безопасная форма обратной связи

×
Спасибо за ваше сообщение! Мы обязательно свяжемся с вами в ближайшее время.
Все права защищены; 2018 Компьютерная помощь онлайн
Switch to mobile version