Dwa bity informacji - w jednym atomie. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

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

Dwa bity informacji - w jednym atomie

09.09.2020

Holenderskim naukowcom udało się stworzyć układ jednego atomu żelaza na podłożu, w którym można niezależnie od siebie kontrolować orbitalny moment atomu i wzbudzanie jego stanów spinowych.

Aby kontrolować system, naukowcy wykorzystali igłę skaningowego mikroskopu tunelowego, podczas interakcji z atomem jego orbitalny moment pędu ulegał odwróceniu bez wzbudzania stanów spinowych. W takich warunkach atom ma dwa stopnie swobody związane z polem magnetycznym, które w przyszłości można wykorzystać do tworzenia szczególnie pojemnych systemów przechowywania informacji o gęstości zapisu dwóch bitów na atom.

Zmniejszenie rozmiaru pojedynczego bitu do skali atomu umożliwiłoby zmieszczenie ogromnych ilości danych na bardzo małych nośnikach. Potencjalnie takie układy mogą być tworzone przy użyciu kontrolowanych polem magnetycznym spinów poszczególnych atomów S - sum wektorowych ich własnych pędów pędów elementarnych wchodzących w ich skład. To stany spinowe są wybierane jako bity w takich układach, ponieważ orbitalny moment pędu każdego atomu L (jego moment pędu jako całości) w rzeczywistych próbkach jest tłumiony przez połączenie interakcji spin-orbita i pola kryształu.

Ale nawet w przypadku, gdy L atomu w takim układzie nie jest równe zeru, oddziaływanie spin-orbita prowadzi do sprzężenia L i S w superpozycji, w której tylko całkowity moment pędu układu L + S jest zachowany, a niezależne wzbudzenia L i S są niemożliwe. Aby z kolei przechowywać informacje w stanie orbitalnym atomu, musisz mieć możliwość przechowywania L i kontrolowania go bez wpływu na stany spinu. Wówczas stany spinowe i orbitalne mogą pełnić rolę zer i jedynek, a sam atom mógłby pełnić rolę nośnika informacji w ilości dwóch bitów, z których każdy odpowiada jednemu stopniowi swobody układu (jeden bit na spin i pęd orbitalny).

Właśnie taki układ jednego atomu, w którym można niezależnie wzbudzać stany spinowe i orbitalne, stworzył Rasa Rejali z Politechniki w Delft. W tym celu fizyk i koledzy umieścili pojedynczy atom żelaza nad magnetycznie obojętnym atomem azotu na podłożu Cu2N, uzyskując w ten sposób układ o praktycznie swobodnym pędzie orbitalnym i spinu. Igła skaningowego mikroskopu elektronowego umożliwiła fizykom badanie atomu i manipulowanie nim.

Zaproponowana metoda niezależnej zmiany stanów orbitalnych i spinowych pojedynczego atomu jest wciąż daleka od praktycznej realizacji. Niemniej jednak podobieństwo charakteru spinów i stanów orbitalnych daje nadzieję, że w przyszłości orbitalny pęd atomów będzie mógł być kontrolowany tak prosto jak teraz – spiny. W takim przypadku nośniki informacji mogą stać się całkiem realne, w których każdy atom będzie działał jak nie jeden, a dwa bity, co dodatkowo zwiększy potencjalną maksymalną gęstość zapisu danych.

<< Powrót: Soczewka naśladująca ludzką tęczówkę 09.09.2020

>> Naprzód: Drukowanie klawiatury na papierze 08.09.2020

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

Siemens wprowadził telefon komórkowy ST60 13.01.2004

Siemens wprowadził nowy telefon komórkowy Siemens ST60, ulepszony analog modelu ST55.

Telefon posiada kolorowy wyświetlacz LCD pokazujący 65536 kolorów, aparat cyfrowy z 4-krotnym zoomem, obsługę aplikacji JAVA, 40 tonalnych melodii polifonicznych, wbudowaną przeglądarkę WAP 2.0 i jest zasilany baterią litowo-jonową 750 mAh. Aby zapewnić lepszą kontrolę nad telefonem i aparatem cyfrowym, dostępny jest 5-kierunkowy joystick. Waga urządzenia - 87 gr.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

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