Сегодня 18 мая 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 🔥
Google выпустил вторую бету Android 15 с «Личным пространством», предиктивным «Назад» и множеством других нововведений 4 ч.
Новая статья: Animal Well — колодец, из которого не хочется вылезать. Рецензия 4 ч.
В России готовы взяться за борьбу с серым импортом видеоигр 4 ч.
Microsoft начала веерные остановки подписок на свои облачные продукты для российских корпоративных клиентов 4 ч.
Лучше поздно, чем никогда: Arkane Austin всё-таки выпустит финальное обновление Redfall 5 ч.
МТС открыла магистратуру по искусственному интеллекту в Высшей школе экономики 7 ч.
Sony пригрозила 700 компаниям судом за несанкционированное использование музыки для обучения ИИ 8 ч.
Ubisoft отреагировала на слухи о требованиях Assassin's Creed Shadows к постоянному онлайн-подключению 8 ч.
Следующая Call of Duty на старте продаж станет доступна в Game Pass 10 ч.
Intel выпустила видеодрайвер с поддержкой Ghost of Tsushima, Senua’s Saga: Hellblade II, Wuthering Waves и XDefiant 10 ч.
Слухи: Apple готовит сверхтонкий iPhone 17 — он выйдет в 2025 году и будет дороже iPhone 17 Pro Max 59 мин.
Крупнейший в России оператор ЦОД и облачных услуг «РТК-ЦОД» готовится к IPO 6 ч.
Palit представит на Computex видеокарту с водоблоком и воздушной системой охлаждения 7 ч.
Роборуки от MIT помогут астронавтам NASA встать после падения на Луне 7 ч.
Xiaomi представила смартфон среднего уровня Redmi Note 13R — он почти идентичен Redmi Note 12R 8 ч.
AT&T и AST SpaceMobile обеспечат спутниковой связью обычные смартфоны сначала в США, а после — по всей Земле 8 ч.
TSMC будет выпускать основания для стеков HBM4 по 12- и 5-нм техпроцессам 10 ч.
LG свернула производство рулонных телевизоров Signature OLED R 10 ч.
Производитель микроэлектроники «Элемент» выйдет на биржу до конца мая — это позволит привлечь до 15 млрд рублей на развитие 11 ч.
Раскрыта примерная цена российского электромобиля «Атом» 11 ч.