Chất lỏng spin lượng tử. Thư viện kỹ thuật miễn phí

TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, SỰ PHÁT TRIỂN TRONG ĐIỆN TỬ
Thư viện kỹ thuật miễn phí / nguồn cấp tin tức

chất lỏng spin lượng tử

20.12.2021

Lần đầu tiên trong lịch sử, một trạng thái kỳ lạ mới của vật chất, khả năng tồn tại của chúng đã được chứng minh về mặt lý thuyết cách đây hơn 50 năm, trong điều kiện phòng thí nghiệm lần đầu tiên trong lịch sử. Được tạo ra bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Harvard, vật liệu này được gọi là chất lỏng spin lượng tử, và việc nghiên cứu và sử dụng nó sẽ tạo ra một số công nghệ mới có thể có tác động lớn đến sự phát triển hơn nữa của điện toán lượng tử và truyền thông.

Để bất kỳ vật liệu nào có tính chất từ, yêu cầu chuyển động quay của các electron của các nguyên tử của vật liệu này phải được sắp xếp theo một hướng. Có thể quan sát thấy các loại từ tính hơi khác nhau khi chuyển động của các điện tử trong vật liệu xen kẽ như ô bàn cờ, tuy nhiên, những vật liệu như vậy vẫn có các đặc tính từ tính kỳ lạ do tính trật tự của các vòng quay điện tử.

Năm 1973, nhà vật lý người Mỹ Philip Anderson (Philip Anderson) đã đưa ra một giả thuyết về khả năng tồn tại của một trạng thái vật chất gọi là chất lỏng spin lượng tử, không tuân theo các quy tắc mô tả ở trên. Một chất lỏng như vậy phát sinh khi vật chất được làm lạnh đến trạng thái như vậy khi nó chưa chuyển thành thể rắn và các electron không chiếm một vị trí xác định nghiêm ngặt và kết quả là không sắp xếp các spin của chúng theo một hướng. Thay vào đó, spin của các electron chuyển động không đổi, tất cả chúng vướng vào nhau, tạo thành một trạng thái lượng tử đơn rất phức tạp.

Để tạo ra chất lỏng spin lượng tử, các nhà nghiên cứu Harvard đã sử dụng cái gọi là bộ mô phỏng lượng tử, một thứ giống như một máy tính lượng tử nguyên thủy chỉ tập trung giải quyết một vấn đề duy nhất. Cơ sở của mô phỏng này là 219 nguyên tử nằm trong các nút của lưới của một bẫy quang học được tạo ra bằng cách sử dụng chùm tia laze. Ngoài ra, với sự trợ giúp của ánh sáng của các tia laze bổ sung, người ta có thể điều khiển từng nguyên tử, thay đổi hướng spin của electron của nó.

Các nhà khoa học đã sắp xếp các nguyên tử trong một cái bẫy dưới dạng mạng tinh thể, trong môi trường mà mỗi nguyên tử có hai hàng xóm gần nhất. Một cặp electron có thể ổn định và cân bằng spin của chúng, nhưng sự hiện diện của electron từ nguyên tử lân cận thứ ba làm đảo lộn sự cân bằng, tạo ra cái mà các nhà khoa học gọi là "nam châm bị hỏng", một nam châm không thể tự ổn định.

Và kết quả là, tất cả các nguyên tử này tạo thành một lượng tử spin lỏng nhất định, có một số đặc tính lượng tử hữu ích. Đầu tiên, các nguyên tử của chất lỏng ở trạng thái vướng víu, chúng có thể ảnh hưởng lẫn nhau ngay cả khi ở khoảng cách rất xa, có thể được sử dụng để dịch chuyển thông tin lượng tử. Tính chất thứ hai là tất cả các nguyên tử của chất lỏng đều ở trạng thái chồng chất, tức là các electron của chúng có thể quay theo hai hướng cùng một lúc. Cả hai đặc tính này đều là những "điểm kỳ quặc" chính của cơ học lượng tử được sử dụng ngày nay để tạo ra máy tính lượng tử.

<< Quay lại: pin giấy 21.12.2021

>> Chuyển tiếp: Xử lý carbon dioxide thành nhiên liệu tên lửa 20.12.2021

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Sự tồn tại của quy luật entropy cho sự vướng víu lượng tử đã được chứng minh 09.05.2024

Cơ học lượng tử tiếp tục làm chúng ta ngạc nhiên với những hiện tượng bí ẩn và những khám phá bất ngờ. Gần đây, Bartosz Regula từ Trung tâm Điện toán Lượng tử RIKEN và Ludovico Lamy từ Đại học Amsterdam đã trình bày một khám phá mới liên quan đến sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với entropy. Sự vướng víu lượng tử đóng một vai trò quan trọng trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử hiện đại. Tuy nhiên, sự phức tạp trong cấu trúc của nó khiến cho việc hiểu và quản lý nó trở nên khó khăn. Khám phá của Regulus và Lamy chứng tỏ rằng sự vướng víu lượng tử tuân theo một quy luật entropy tương tự như quy luật đối với các hệ cổ điển. Khám phá này mở ra những góc nhìn mới trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử, giúp chúng ta hiểu sâu hơn về sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với nhiệt động lực học. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng đảo ngược của các phép biến đổi vướng víu, điều này có thể đơn giản hóa đáng kể việc sử dụng chúng trong các công nghệ lượng tử khác nhau. Mở một quy tắc mới ... >>

Điều hòa mini Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Mùa hè là thời gian để thư giãn và du lịch, nhưng thường thì cái nóng có thể biến thời gian này thành một sự dày vò không thể chịu đựng được. Gặp gỡ sản phẩm mới của Sony - điều hòa mini Reon Pocket 5, hứa hẹn sẽ mang đến mùa hè thoải mái hơn cho người dùng. Sony vừa giới thiệu một thiết bị độc đáo - máy điều hòa mini Reon Pocket 5, giúp làm mát cơ thể trong những ngày nắng nóng. Với nó, người dùng có thể tận hưởng sự mát mẻ mọi lúc, mọi nơi chỉ bằng cách đeo nó quanh cổ. Máy điều hòa mini này được trang bị tính năng tự động điều chỉnh các chế độ vận hành cũng như cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nhờ công nghệ tiên tiến, Reon Pocket 5 điều chỉnh hoạt động tùy thuộc vào hoạt động của người dùng và điều kiện môi trường. Người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ bằng ứng dụng di động chuyên dụng được kết nối qua Bluetooth. Ngoài ra, còn có áo phông và quần short được thiết kế đặc biệt để thuận tiện, có thể gắn một chiếc điều hòa mini. Thiết bị có thể ồ ... >>

Năng lượng từ không gian cho Starship 08.05.2024

Sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian ngày càng trở nên khả thi hơn với sự ra đời của các công nghệ mới và sự phát triển của các chương trình không gian. Người đứng đầu công ty khởi nghiệp Virtus Solis chia sẻ tầm nhìn của mình về việc sử dụng Starship của SpaceX để tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo có khả năng cung cấp năng lượng cho Trái đất. Startup Virtus Solis đã tiết lộ một dự án đầy tham vọng nhằm tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo sử dụng Starship của SpaceX. Ý tưởng này có thể thay đổi đáng kể lĩnh vực sản xuất năng lượng mặt trời, khiến nó trở nên dễ tiếp cận hơn và rẻ hơn. Cốt lõi trong kế hoạch của startup là giảm chi phí phóng vệ tinh lên vũ trụ bằng Starship. Bước đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp việc sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian trở nên cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng truyền thống. Virtual Solis có kế hoạch xây dựng các tấm quang điện lớn trên quỹ đạo, sử dụng Starship để cung cấp các thiết bị cần thiết. Tuy nhiên, một trong những thách thức quan trọng ... >>

Phương pháp mới để tạo ra pin mạnh mẽ 08.05.2024

Với sự phát triển của công nghệ và việc sử dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị điện tử, vấn đề tạo ra nguồn năng lượng hiệu quả và an toàn ngày càng trở nên cấp thiết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland vừa tiết lộ một phương pháp mới để tạo ra pin kẽm công suất cao có thể thay đổi cục diện của ngành năng lượng. Một trong những vấn đề chính của pin sạc gốc nước truyền thống là điện áp thấp, điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong các thiết bị hiện đại. Nhưng nhờ một phương pháp mới được các nhà khoa học phát triển nên nhược điểm này đã được khắc phục thành công. Là một phần trong nghiên cứu của họ, các nhà khoa học đã chuyển sang một hợp chất hữu cơ đặc biệt - catechol. Nó hóa ra là một thành phần quan trọng có thể cải thiện độ ổn định của pin và tăng hiệu quả của nó. Cách tiếp cận này đã làm tăng đáng kể điện áp của pin kẽm-ion, khiến chúng trở nên cạnh tranh hơn. Theo các nhà khoa học, loại pin như vậy có một số ưu điểm. Họ có b ... >>

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Robot làm vườn 16.06.2017

Robot hút bụi Roomba có một người làm vườn họ hàng. Nó được gọi là Tertill và trông giống như Roomba. Nhiệm vụ của Tertill là làm cỏ giường, loại bỏ mọi thứ không cần thiết, giống như Roomba làm với rác trên sàn.

Người làm vườn được cung cấp năng lượng bằng pin năng lượng mặt trời tích hợp sẵn. Để anh ta không nhổ những chồi mong muốn, chúng nên được rào bằng những chiếc vòng đặc biệt đi kèm trong bộ dụng cụ. Làm cỏ các phần có chiều dài nhất định cũng được cung cấp.

Robot kết nối với điện thoại thông minh qua Bluetooth. Ngoài ra còn có một cổng USB - nó được sử dụng để sạc khi năng lượng mặt trời không đủ.

Tất nhiên, khả năng của robot áp đặt một số hạn chế đối với việc bố trí hạ cánh. Cần có đủ không gian trống giữa các cây trồng và luống phải càng phẳng càng tốt để rô bốt không bị kẹt. Và để anh ta không đi làm cỏ vườn nhà hàng xóm, thì khu đất đó phải được rào lại. Robot không nhổ cỏ mà chỉ cắt cỏ, vì vậy quy trình này sẽ phải được lặp lại liên tục.

Chi phí ước tính của robot là 300 đô la.

Thấy hết Lưu trữ tin khoa học công nghệ, điện tử mới

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web