Media SUMSELGO

Indonesia – Dapatkan berita terbaru tentang Indonesia. Baca Breaking News on Indonesia diperbarui dan diterbitkan di SUMSELGO

RAMBO mengungkapkan kepada fisikawan Rice sebuah fenomena magnet yang berguna untuk simulasi dan penginderaan kuantum

Sebuah studi yang dipimpin oleh Rice University menemukan bentuk unik dari reaksi spin yang sangat dapat diatur dan kuat dalam ferit di bawah medan magnet yang kuat. Penemuan ini memiliki implikasi untuk simulasi dan penginderaan kuantum. Kredit: Motwaki Bamba / Universitas Kyoto

Kadang-kadang hal-hal di luar kendali, dan ternyata apa yang Anda butuhkan.


Ini adalah kasus ketika kristal ortoferit muncul sedikit di laboratorium Universitas Rice. Kristal-kristal ini secara tidak sengaja menjadi dasar penemuan yang seharusnya beresonansi dengan para peneliti yang mempelajari elektronik berbasis x. Teknologi kuantum.

Fisikawan beras Junichiro Kono, lulusan Takuma Makihara dan kolaboratornya menemukan ortoferit, dalam hal ini, oksida besi yttrium, yang ditempatkan di medan magnet tinggi, menunjukkan interaksi yang unik dan sangat kuat antara magnon dalam kristal.

Orthoferrites adalah kristal besi oksida dengan penambahan satu atau lebih elemen tanah jarang.

Magnon adalah kuasipartikel, struktur bayangan yang mewakili eksitasi kolektif dari spin elektron dalam kisi kristal.

Apa yang harus dilakukan dengan yang lain adalah dasar dari studi yang muncul Komunikasi AlamKono dan timnya menggambarkan sambungan yang tidak biasa antara dua magnet yang dikendalikan oleh resonansi terbalik, di mana kedua magnet tersebut memperoleh atau kehilangan energi secara bersamaan.

Biasanya, ketika dua osilator resonan dipasangkan, kata Kono, yang satu memperoleh energi dengan mengorbankan yang lain, yang mempertahankan daya total.

Tetapi dalam kopling resonansi terbalik (atau putaran balik), kedua osilator dapat secara bersamaan memperoleh atau kehilangan energi dengan berinteraksi dengan ruang hampa kuantum, bidang titik nol yang diprediksi oleh mekanika kuantum.

Anggap saja sebagai ayunan singkat yang bisa dipaksa berjongkok di tengah.

Makihara dan rekan penulis Kenji Hayashida dari Universitas Hokkaido dan fisikawan Motwaki Bamba dari Universitas Kyoto menggunakan temuan ini untuk secara teoritis menunjukkan potensi tekanan kuantum yang signifikan dalam keadaan dasar sistem Magnon-Magnon yang digabungkan.

Dalam kasus kompresi, jumlah osilasi, atau kebisingan, dari jumlah terukur yang terkait dengan magnet dapat ditekan, sekaligus meningkatkan kebisingan dalam jumlah lain, kata Kono. “Ini terkait dengan prinsip ketidakpastian Heisenberg di mana sekumpulan variabel terkait, tetapi jika Anda mencoba mengukur satu secara akurat, Anda akan kehilangan informasi tentang yang lain. Jika Anda menekan salah satunya, ketidakpastian tentang variabel lainnya akan tumbuh.

Dia berkata, “Biasanya, untuk menciptakan kondisi tekanan kuantum, seseorang harus menggerakkan sistem secara paksa dengan sinar laser. Tetapi sistem Tacoma secara intrinsik dikompresi; artinya, dapat digambarkan sebagai keadaan yang sudah dikompresi.” “Ini bisa menjadi platform yang berguna untuk aplikasi penginderaan kuantum.”

Makihara mengatakan keadaan unik dicapai melalui medan magnet yang kuat seperti yang digunakan Resonansi magnetis Fotografi. Bidang menerapkan torsi ke Momen magnetis Dalam atom, dalam hal ini atom ortoferrit. Ini memutar (atau memindahkan) itu.

Ini membutuhkan medan yang kuat. RAMBO di Kono Lab – magnet beras canggih dengan optik broadband – adalah spektrofotometer unik yang dikembangkan bersama fisikawan Hiroyuki Nogiri di Universitas Tohoku yang memungkinkan para peneliti untuk mengekspos bahan kriogenik hingga hampir nol mutlak dalam medan magnet kuat hingga 30 Tesla dengan pulsa laser super. Istana. .

“Kami tadi bilang, ‘Apa kita bisa belajar dengan Rambo?” Kata Makihara, yang kini menjadi mahasiswa pascasarjana di Universitas Stanford. Fisika baru apa yang ada dalam sistem unik ini? “ Arthrofretes memiliki magnon yang mengubah hingga 30 Tesla dan frekuensi dalam sistem terahertz. Pengukuran awal tidak begitu menarik.

“Tapi kemudian kami menerima kristal (yang dikembangkan oleh fisikawan di Universitas Chixon Kao Shanghai dan kelompoknya) yang tidak memiliki wajah paralel sempurna,” katanya. “Mereka semacam dipotong miring. Suatu hari, kami memuat kristal ke magnet dengan sudut tertentu sehingga medan magnet tidak diterapkan di sepanjang sumbu kristal.”

“Kami memperkirakan frekuensi magnet hanya bergeser dengan medan magnet, tetapi ketika dimiringkan, kami melihat celah kecil,” kata Makihara. “Jadi, setelah mendiskusikan hasil ini dengan Profesor Pampa, kami secara eksplisit meminta kristal yang dipotong pada sudut yang berbeda dan diukur, dan kami melihat tingkat resistensi silang yang sangat besar. Ini adalah ciri kopling super kuat.”

Para peneliti mencatat bahwa resonansi balik selalu hadir dalam materi cahaya dan interaksi materi, tetapi merupakan kehadiran sekunder dibandingkan dengan interaksi resonansi dominan. Ini tidak terjadi pada ortoferrit yang dipelajari Kono Lab.

Tunjukkan item tersebut kepada Medan magnet tinggi Kristal dimiringkan sehubungan dengan resonansi anti-medan yang sama dengan dan bahkan melampaui resonansi.

Jika medan magnet berputar tambahan diperkenalkan (misalnya, dari cahaya terpolarisasi melingkar), maka momen sebelumnya berinteraksi kuat dengan bidang yang berputar dengan momen (medan co-rotating), sementara mereka berinteraksi lemah dengan bidang yang berputar ke arah yang berlawanan (antagonis). bidang).

Dalam teori kuantum, kata Pampa, apa yang disebut interaksi ini mengarah pada interaksi aneh di mana subsistem cahaya dan subsistem materi dapat memperoleh atau kehilangan energi pada saat yang bersamaan. Interaksi antara momen magnet dan medan putaran berlawanan adalah resonansi terbalik dan biasanya memiliki pengaruh yang kecil. Namun, dalam sistem gabungan materi yang dipelajari di Rice, reaksi penghitung resonansi dapat dibuat dominan.

“Kekuatan reaksi co-spin dan counter-rotasi biasanya konstan dalam sistem, dan efek reaksi co-spin selalu mendominasi reaksi kontra-spin,” kata Kono. “Tapi sistem ini berlawanan dengan intuisi karena ada dua kekuatan kopling independen, dan mereka dapat disetel dengan sangat baik oleh orientasi kristal dan kekuatan medan magnet. Kita dapat menciptakan situasi baru di mana efek dari istilah tandingan lebih dominan daripada istilah bolak-balik. .

“Dalam sistem materi ringan, ketika frekuensi cahaya dan materi sama, mereka akan bercampur membentuk polariton,” katanya. “Sesuatu yang serupa terjadi dalam kasus kami, tetapi itu antara materi dan materi. Ada dua mode magnet yang hibridisasi. Ada pertanyaan lama tentang apa yang terjadi ketika tingkat hibridisasi menjadi begitu tinggi sehingga melebihi energi resonansi.”

Dia berkata: “Dalam sistem seperti itu, fenomena aneh diharapkan terjadi karena reaksi yang merugikan, termasuk keadaan vakum terkompresi dan transisi fase ke keadaan baru di mana medan statis muncul secara otomatis.” Dan kami menemukan bahwa kami dapat mencapai kondisi seperti itu dengan menyesuaikan medan magnet.

Studi baru mendukung upaya tim Kono untuk memantau transisi fase ayam super-radioaktif, sebuah fenomena yang dapat menciptakan keadaan materi baru yang aneh dan mengarah pada kemajuan dalam memori kuantum dan transduksi. Laboratorium menemukan pendekatan yang menjanjikan untuk penyelidikan konjugasi materi-materi pada tahun 2018, melaporkan penemuannya dalam Ilmu.

Penemuan ini juga menunjukkan bahwa ortoferit dalam medan magnet dapat berfungsi sebagai simulator kuantum, sistem kuantum sederhana dan sangat merdu yang mewakili sistem yang lebih kompleks dengan jumlah partikel yang berinteraksi yang sulit atau sistem parameter yang tidak dapat diakses secara eksperimental, kata Kono.

Kopling magnon-magnon yang dapat dikompresi dapat digunakan dalam ortoferrit untuk memberikan wawasan tentang sifat keadaan dasar dari hibrida materi ringan berpasangan yang sangat kuat.

Kono mengatakan temuan mereka juga akan mendorong pencarian lebih banyak bahan yang menunjukkan efeknya. “Ferit tanah jarang adalah keluarga besar material, dan kami hanya mempelajari satu zat,” katanya.


Transformasi kuantum memanifestasikan dirinya dalam pasangan cahaya dan materi


informasi lebih lanjut:
Komunikasi Alam (2021). DOI: 10.1038 / s41467-021-23159-z

Pengenalan
Universitas Rice

kutipan: RAMBO kepada Ahli Fisika Padi Mengungkap Fenomena Magnetik yang Berguna untuk Simulasi dan Penginderaan Kuantum (2021, 25 Mei) Diperoleh pada 25 Mei 2021 dari https://phys.org/news/2021-05-rice-physicists-rambo-reveals-magnetic .html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Terlepas dari perlakuan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh diperbanyak tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasional saja.

READ  Rusia harus memutuskan apakah akan menarik diri dari Stasiun Luar Angkasa Internasional