Sterowanie fononami za pomocą fotonów światła. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

NOWOŚCI NAUKI I TECHNOLOGII, NOWOŚĆ W ELEKTRONIKI
Bezpłatna biblioteka techniczna / Kanał wiadomości

Kontrola fononów za pomocą fotonów światła

02.10.2017

Grupa naukowców z Uniwersytetu Wiedeńskiego (Austria) i Delft University of Technology (Holandia) opracowała nową metodę, która umożliwia pomiar i kontrolę pewnych parametrów kwantów drgań dźwięku, fononów, za pomocą fotonów światła. Metoda ta może stać się podstawą dla nowych typów urządzeń do przechowywania i przetwarzania informacji, na bazie których będą budowane komputery kwantowe i systemy komunikacyjne.

Naukowcy od dawna zauważyli, że fonony wykazują zachowanie podobne do cząstek, dlatego zostały sklasyfikowane jako quasicząstki. Co więcej, niematerialna natura fononów umożliwia wykorzystanie ich jako pomostu między światem fizyki klasycznej a światem kwantowym. Aby jednak móc wykorzystać do tego celu fonony, trzeba umieć nie tylko je pozyskiwać, ale także mierzyć i kontrolować ich parametry, które odpowiadają za ich stan kwantowy.

Opracowana przez naukowców nowa metoda opiera się na impulsach wysokoenergetycznego światła niebieskiego, oświetlających tzw. krzemowy kryształ optomechaniczny, który ma określony kształt. Pod wpływem energii fotonów światła niebieskiego kryształ zaczyna w szczególny sposób wibrować iw jego ośrodku pojawiają się fonony. Do interakcji z tymi fononami naukowcy wykorzystują impulsy niskoenergetycznego światła czerwonego. Fotony światła czerwonego oddziałują z fononami bez wpływu na ich stan kwantowy, niektóre z nich są odbijane z powrotem i wychwytywane przez czujniki interferometryczne, które mierzą wszystkie główne parametry tych fotonów.

Informacja niesiona przez fotony odbitego światła czerwonego zawiera informację o stanie fononów wewnątrz kryształu. Z zebranych przez naukowców danych wynika, że niektóre fonony w krysztale w większym stopniu przestrzegają praw mechaniki kwantowej niż praw fizyki klasycznej, tj. to cząstki kwantowe, które można wykorzystać w różnych technologiach kwantowych.

Podczas badań naukowcy wykazali, że ze względu na kwantową naturę fotonów światła i niektórych fononów wewnątrz kryształu, nowa technologia może być wykorzystywana do przechowywania informacji kwantowych. A matryce kryształów rezonatorów krzemowych można umieścić bezpośrednio na chipie procesora kwantowego lub na oddzielnym chipie pamięci kwantowej o wystarczająco dużej objętości, którego obecność może znacznie rozszerzyć możliwości systemów obliczeń kwantowych.

<< Powrót: Rakieta do lotów na Marsa i lotów na Ziemię 02.10.2017

>> Naprzód: Wiek i nadwaga 01.10.2017

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Udowodniono istnienie reguły entropii dla splątania kwantowego 09.05.2024

Mechanika kwantowa wciąż zadziwia nas swoimi tajemniczymi zjawiskami i nieoczekiwanymi odkryciami. Niedawno Bartosz Regula z Centrum Obliczeń Kwantowych RIKEN i Ludovico Lamy z Uniwersytetu w Amsterdamie przedstawili nowe odkrycie dotyczące splątania kwantowego i jego związku z entropią. Splątanie kwantowe odgrywa ważną rolę we współczesnej nauce i technologii informacji kwantowej. Jednak złożoność jego struktury utrudnia zrozumienie go i zarządzanie nim. Odkrycie Regulusa i Lamy'ego pokazuje, że splątanie kwantowe podlega zasadzie entropii podobnej do tej obowiązującej w układach klasycznych. Odkrycie to otwiera nowe perspektywy w dziedzinie informatyki i technologii kwantowej, pogłębiając naszą wiedzę na temat splątania kwantowego i jego powiązania z termodynamiką. Wyniki badań wskazują na możliwość odwracalności transformacji splątania, co mogłoby znacznie uprościć ich zastosowanie w różnych technologiach kwantowych. Otwarcie nowej reguły ... >>

Mini klimatyzator Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Lato to czas relaksu i podróży, jednak często upały potrafią zamienić ten czas w udrękę nie do zniesienia. Poznaj nowość od Sony - miniklimatyzator Reon Pocket 5, który obiecuje zapewnić użytkownikom większy komfort lata. Sony wprowadziło do oferty wyjątkowe urządzenie – miniodżywkę Reon Pocket 5, która zapewnia schłodzenie ciała w upalne dni. Dzięki niemu użytkownicy mogą cieszyć się chłodem w dowolnym miejscu i czasie, po prostu nosząc go na szyi. Ten mini klimatyzator wyposażony jest w automatyczną regulację trybów pracy oraz czujniki temperatury i wilgotności. Dzięki innowacyjnym technologiom Reon Pocket 5 dostosowuje swoje działanie w zależności od aktywności użytkownika i warunków otoczenia. Użytkownicy mogą łatwo regulować temperaturę za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej połączonej przez Bluetooth. Dodatkowo dla wygody dostępne są specjalnie zaprojektowane koszulki i spodenki, do których można doczepić mini klimatyzator. Urządzenie może och ... >>

Energia z kosmosu dla Starship 08.05.2024

Wytwarzanie energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej wykonalne wraz z pojawieniem się nowych technologii i rozwojem programów kosmicznych. Szef startupu Virtus Solis podzielił się swoją wizją wykorzystania statku kosmicznego SpaceX do stworzenia orbitalnych elektrowni zdolnych zasilić Ziemię. Startup Virtus Solis zaprezentował ambitny projekt stworzenia elektrowni orbitalnych przy użyciu statku Starship firmy SpaceX. Pomysł ten mógłby znacząco zmienić dziedzinę produkcji energii słonecznej, czyniąc ją bardziej dostępną i tańszą. Istotą planu startupu jest obniżenie kosztów wystrzeliwania satelitów w przestrzeń kosmiczną za pomocą Starship. Oczekuje się, że ten przełom technologiczny sprawi, że produkcja energii słonecznej w kosmosie stanie się bardziej konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych źródeł energii. Virtual Solis planuje budowę dużych paneli fotowoltaicznych na orbicie, wykorzystując Starship do dostarczenia niezbędnego sprzętu. Jednak jedno z kluczowych wyzwań ... >>

Nowa metoda tworzenia potężnych akumulatorów 08.05.2024

Wraz z rozwojem technologii i coraz większym wykorzystaniem elektroniki, kwestia tworzenia wydajnych i bezpiecznych źródeł energii staje się coraz pilniejsza. Naukowcy z Uniwersytetu w Queensland zaprezentowali nowe podejście do tworzenia akumulatorów cynkowych o dużej mocy, które mogą zmienić krajobraz branży energetycznej. Jednym z głównych problemów tradycyjnych akumulatorów wodnych było ich niskie napięcie, co ograniczało ich zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach. Ale dzięki nowej metodzie opracowanej przez naukowców udało się pokonać tę wadę. W ramach swoich badań naukowcy zajęli się specjalnym związkiem organicznym – katecholem. Okazało się, że jest to ważny element, który może poprawić stabilność akumulatora i zwiększyć jego wydajność. Takie podejście doprowadziło do znacznego wzrostu napięcia akumulatorów cynkowo-jonowych, czyniąc je bardziej konkurencyjnymi. Zdaniem naukowców takie akumulatory mają kilka zalet. Mają b ... >>

Zawartość alkoholu w ciepłym piwie 07.05.2024

Piwo, jako jeden z najpopularniejszych napojów alkoholowych, ma swój niepowtarzalny smak, który może zmieniać się w zależności od temperatury spożycia. Nowe badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że temperatura piwa ma znaczący wpływ na postrzeganie smaku alkoholu. Badanie prowadzone przez naukowca zajmującego się materiałami Lei Jianga wykazało, że w różnych temperaturach cząsteczki etanolu i wody tworzą różnego rodzaju skupiska, co wpływa na postrzeganie smaku alkoholu. W niskich temperaturach tworzą się bardziej piramidalne skupiska, co zmniejsza ostrość smaku „etanolu” i sprawia, że napój ma mniej alkoholowy smak. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem temperatury grona stają się bardziej łańcuchowe, co skutkuje wyraźniejszym alkoholowym posmakiem. To wyjaśnia, dlaczego smak niektórych napojów alkoholowych, takich jak baijiu, może zmieniać się w zależności od temperatury. Uzyskane dane otwierają nowe perspektywy dla producentów napojów, ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Radar świetlny na mikroczipie 12.01.2013

Inżynierowie z Massachusetts Institute of Technology stworzyli na mikrochipie analogową antenę typu phased array, która pozwala skierować światło we właściwym kierunku i ma potencjał do tworzenia obrazu holograficznego.

Zasada działania urządzenia przypomina współczesne radary wojskowe. W nich zamiast pojedynczego ruchomego źródła impulsów radiowych stosuje się stałą matrycę (matrycę) wielu pojedynczych emiterów. Faza fali w tych emiterach jest ściśle kontrolowana. Ze względu na interferencję fal pomiędzy sąsiednimi emiterami możliwe jest stworzenie wiązki skierowanej wąsko w określonym kierunku. Zmieniając fazy w poszczególnych nadajnikach, wiązka ta może „biegać” po horyzoncie z prędkością nieosiągalną dla zwykłych ciężkich radarów.

Inżynierowie odtworzyli zasadę działania fazowanego układu antenowego na dwóch krzemowych mikrochipach. Obie wersje urządzenia to anteny szeregowe połączone krzemowymi falowodami, które odbierają światło z zewnętrznego źródła - lasera.

W pierwszej, statycznej wersji, na podłożu znajdowało się 4096 anten w rzędach 64 na 64. Wchodząc na mikroprocesor światło z lasera rozchodzi się przez urządzenie i za pomocą interferencji tworzy statyczny obraz - logo firmy Instytut MIT. W drugiej, dynamicznej wersji anten było mniej - 8 na 8 rzędów, ale mogły zmieniać swoją fazę, przez co powstały obraz się poruszał.

Istniejąca technologia nie ogranicza rozmiaru szyku antenowego, który potencjalnie może być bardzo duży, twierdzą inżynierowie. Oznacza to, że takie urządzenie może stać się źródłem promieniowania holograficznego, które można wykorzystać w inżynierii, medycynie lub do tworzenia wyświetlaczy holograficznych.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn