Сегодня 21 ноября 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Эксперимент 100-летней давности повторили на квантовом уровне, что впустит квантовые явления в наш мир

Науке давно известен туннельный эффект, когда частицы преодолевают энергетический барьер, не имея для этого энергетических оснований. Это явление из квантового мира, которое нашло широкое применение в электронике. Теперь учёные расширили возможности туннелирования до группового поведения частиц, что стало повторением опыта 100-летней давности на квантовом уровне. Оказалось, группы электронов могут подталкивать одна другую к коллективному туннелированию.

 Образец «квантового» материала для эксперимента. Источник изображения: Lance Hayashida/Caltech

Образец «квантового» материала для эксперимента. Источник изображения: Lance Hayashida/Caltech

В 1919 году немецкий физик Генрих Баркгаузен (Heinrich Barkhausen) поставил опыт, впоследствии названный его именем. На примере помещённого в катушку ферромагнитного материала он показал, что в процессе внешнего воздействия на материал происходит скачкообразное изменение его намагниченности. В процессе опыта Баркгаузена в подсоединённом к катушке громкоговорителе, например, возникал треск, когда к ферромагнетику подносили магнит. Намагниченность отдельных доменов затрагивала соседние, и это распространялось как лавина и, в то же время, скачками, пока материал полностью не становился намагниченным.

Учёные из Калтеха (Технологического института Калифорнии) решили обнаружить такой же эффект на квантовом уровне без внешних воздействий чисто за счёт квантовых явлений. Фактически это была проверка на спонтанное групповое туннелирвоание. Они поместили в катушку такой ферромагнитный материал, как литий-гольмий-иттрий фторид, и охладили его до температуры вблизи абсолютного нуля. Катушка нужна была для измерения напряжения, которое там возникнет в случае, если в материале начнёт меняться намагниченность.

После старта эксперимента учёные начали регистрировать скачки напряжения, аналогичные по природе шумам Баркгаузена. Это указало на то, что квантово-механическое туннелирование отдельных электронов привело к групповому или совместному туннелированию частиц.

«Классически каждая из мини-лавин, в которых группы спинов меняют направление, происходит сама по себе, — говорят авторы работы. — Но мы обнаружили, что благодаря квантовому туннелированию две лавины синхронизируются друг с другом. Это результат взаимодействия двух больших групп электронов друг с другом, и благодаря своему взаимодействию они производят эти изменения. Этот эффект совместного туннелирования стал неожиданностью».

Открытие даёт надежду на создание квантовых датчиков и других электронных приборов. Фактически квантовые явления в виде группового взаимодействия электронов можно использовать как макрообъекты, что упростит эксперименты в области квантовой физики и позволит использовать эти явления в обычной электронике и не только.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Star Wars Outlaws вышла в Steam с крупным обновлением и дополнением про Лэндо Калриссиана 54 мин.
Миллионер с зарплатой сантехника: выяснилось, сколько зарабатывает глава OpenAI 3 ч.
Рекордная скидка и PvP-режим Versus обернулись для Warhammer: Vermintide 2 полумиллионом новых игроков за неделю 3 ч.
Роскомнадзор с декабря начнёт блокировать сайты за публикацию научной информации о VPN для обхода блокировок 3 ч.
Новый трейлер раскрыл дату выхода Mandragora — метроидвании с элементами Dark Souls и нелинейной историей от соавтора Vampire: The Masquerade — Bloodlines 4 ч.
В Японии порекомендовали добавить в завещания свои логины и пароли 6 ч.
Обновления Windows 11 больше не будут перезагружать ПК, но обычных пользователей это не касается 6 ч.
VK похвасталась успехами «VK Видео» на фоне замедления YouTube 8 ч.
GTA наоборот: полицейская песочница The Precinct с «дозой нуара 80-х» не выйдет в 2024 году 9 ч.
D-Link предложила устранить уязвимость маршрутизаторов покупкой новых 10 ч.
Redmi показала флагманский смартфон K80 Pro и объявила дату его премьеры 41 мин.
Астрономы впервые сфотографировали умирающую звезду за пределами нашей галактики — она выглядит не так, как ожидалось 4 ч.
Представлена технология охлаждения чипов светом — секретная и только по предварительной записи 5 ч.
Японская Hokkaido Electric Power намерена перезапустить ядерный реактор для удовлетворения потребности ЦОД в энергии 5 ч.
Грузовик «Прогресс МС-29» улетел к МКС с новогодними подарками и мандаринами для космонавтов 5 ч.
Meta планирует построить за $5 млрд кампус ЦОД в Луизиане 6 ч.
HPE готова ответить на любые вопросы Минюста США по расследованию покупки Juniper за $14 млрд 6 ч.
Thermaltake представила компактный, но вместительный корпус The Tower 250 для игровых систем на Mini-ITX 7 ч.
Флагманы Oppo Find X8 и X8 Pro на Dimensity 9400 стали доступны не только в Китае — старший оценили в €1149 8 ч.
«ВКонтакте» выросла до 88,1 млн пользователей — выручка VK взлетела на 21,4 % на рекламе 8 ч.