Những giọt cơ học 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

Giọt cơ học lượng tử

03.01.2018

Một nhóm các nhà vật lý từ Viện Khoa học Quang tử (ICFO), Barcelona, Tây Ban Nha, đã tạo ra những giọt chất lỏng nhỏ hơn 100 triệu lần so với những giọt nước thông thường và tuân theo các định luật cơ học lượng tử kỳ lạ. Các giọt được tạo ra tại các nút của một bẫy mạng tinh thể quang học của chùm tia laze, và ngay cả ở quy mô hiển vi như vậy, chúng đã cho thấy tất cả các đặc tính cơ bản của giọt chất lỏng - giữ nguyên hình dạng và thể tích của chúng bất kể nhiệt độ. Tuy nhiên, các giọt chất lỏng lượng tử này đặc hơn nhiều so với bất kỳ giọt chất lỏng nào khác tồn tại trong điều kiện bình thường.

Để tạo ra các giọt chất lỏng lượng tử, các nhà khoa học Tây Ban Nha đã làm lạnh một chất khí bao gồm các nguyên tử kali đến nhiệt độ -273,15 độ C. Ở nhiệt độ này, các nguyên tử hình thành trạng thái ngưng tụ Bose-Einstein, một trạng thái vật chất trong đó tất cả các nguyên tử của nó đồng bộ với nhau ở mức lượng tử, do đó toàn bộ chất ngưng tụ hoạt động giống như một nguyên tử lớn, chỉ tuân theo các quy luật của vật lý lượng tử.

Khi các nhà nghiên cứu kết hợp hai chất ngưng tụ độc lập, chúng tạo thành các giọt chất lỏng lượng tử. Các nhà khoa học đã làm được điều tương tự trước đây, chất của những giọt nước này được kết nối bởi lực tương tác điện từ giữa các phân tử. Ngược lại, những giọt nước mà các nhà khoa học Tây Ban Nha thu được vẫn giữ nguyên hình dạng do hiện tượng "thăng giáng lượng tử".

Các dao động lượng tử là hệ quả của nguyên lý bất định Heisenberg, theo đó các hạt lượng tử không có các tham số xác định chặt chẽ. Các thông số của chúng như mức năng lượng, vị trí và định hướng trong không gian chỉ có thể được mô tả dưới dạng xác suất. Và nếu chúng ta lấy các xác suất này về vị trí hiện tại của các hạt lượng tử, vận tốc và hướng chuyển động của chúng, chúng ta có thể tính được độ lớn của các tương tác của chúng, biểu hiện dưới dạng áp suất. Nhưng điều thú vị nhất là nếu chúng ta cộng lực và vectơ áp suất của tất cả các hạt lượng tử, thì một sự thật bất thường sẽ được tiết lộ, các hạt hút nhau ở mức độ lớn hơn chúng đẩy nhau. Và chính nhờ lực hút này mà chúng liên kết thành những giọt chất lỏng lượng tử có thể giữ nguyên hình dạng của chúng.

Các phép đo do các nhà khoa học thực hiện đã chỉ ra rằng các giọt của một chất lỏng lượng tử của các nguyên tử kali là chất lỏng ở một mức độ lớn hơn các giọt của một chất lỏng siêu lỏng thông thường, chẳng hạn như helium. Về chỉ số dòng chảy và các thông số cơ bản khác vốn có trong chất lỏng, chất lỏng lượng tử tốt hơn bất kỳ chất lỏng siêu lỏng nào từ hai đến tám bậc độ lớn, điều này mở ra nhiều cơ hội cho các nhà vật lý tiến hành các thí nghiệm sử dụng chất lỏng lượng tử.

Tuy nhiên, các giọt chất lỏng lượng tử có một số giới hạn hạn chế các ứng dụng của chúng. Ví dụ, nếu số nguyên tử trong một giọt nhiều hơn một giá trị nhất định, thì giọt đó sẽ sụp đổ và chất lỏng lượng tử biến thành khí, có xu hướng lấp đầy tất cả không gian có sẵn, giống như bất kỳ chất khí nào khác.

<< Quay lại: Đặc tính không ngờ của sữa chua 03.01.2018

>> Chuyển tiếp: Màn hình 88 inch OLED 8K của LG 02.01.2018

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

Bẫy không khí cho côn trùng 01.05.2024

Nông nghiệp là một trong những lĩnh vực quan trọng của nền kinh tế và kiểm soát dịch hại là một phần không thể thiếu trong quá trình này. Một nhóm các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu khoai tây trung tâm-Hội đồng nghiên cứu nông nghiệp Ấn Độ (ICAR-CPRI), Shimla, đã đưa ra một giải pháp sáng tạo cho vấn đề này - bẫy không khí côn trùng chạy bằng năng lượng gió. Thiết bị này giải quyết những thiếu sót của các phương pháp kiểm soát sinh vật gây hại truyền thống bằng cách cung cấp dữ liệu về số lượng côn trùng theo thời gian thực. Bẫy được cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng năng lượng gió, khiến nó trở thành một giải pháp thân thiện với môi trường và không cần điện. Thiết kế độc đáo của nó cho phép giám sát cả côn trùng có hại và có ích, cung cấp cái nhìn tổng quan đầy đủ về quần thể ở bất kỳ khu vực nông nghiệp nào. Kapil cho biết: “Bằng cách đánh giá các loài gây hại mục tiêu vào đúng thời điểm, chúng tôi có thể thực hiện các biện pháp cần thiết để kiểm soát cả sâu bệnh và dịch bệnh”. ... >>

Mối đe dọa của rác vũ trụ đối với từ trường Trái đất 01.05.2024

Chúng ta ngày càng thường xuyên nghe về sự gia tăng số lượng mảnh vụn không gian xung quanh hành tinh của chúng ta. Tuy nhiên, không chỉ các vệ tinh và tàu vũ trụ đang hoạt động góp phần gây ra vấn đề này mà còn có các mảnh vụn từ các sứ mệnh cũ. Số lượng vệ tinh ngày càng tăng do các công ty như SpaceX phóng không chỉ tạo ra cơ hội cho sự phát triển của Internet mà còn là mối đe dọa nghiêm trọng đối với an ninh không gian. Các chuyên gia hiện đang chuyển sự chú ý của họ sang những tác động tiềm ẩn đối với từ trường Trái đất. Tiến sĩ Jonathan McDowell thuộc Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian nhấn mạnh rằng các công ty đang nhanh chóng triển khai các chòm sao vệ tinh và số lượng vệ tinh có thể tăng lên 100 trong thập kỷ tới. Sự phát triển nhanh chóng của các đội vệ tinh vũ trụ này có thể dẫn đến ô nhiễm môi trường plasma của Trái đất với các mảnh vụn nguy hiểm và là mối đe dọa đối với sự ổn định của từ quyển. Các mảnh vụn kim loại từ tên lửa đã qua sử dụng có thể phá vỡ tầng điện ly và từ quyển. Cả hai hệ thống này đều đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bầu không khí và duy trì ... >>

Sự đông đặc của các chất số lượng lớn 30.04.2024

Có khá nhiều điều bí ẩn trong thế giới khoa học, và một trong số đó là hành vi kỳ lạ của vật liệu khối. Chúng có thể hoạt động như chất rắn nhưng đột nhiên biến thành chất lỏng chảy. Hiện tượng này đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu và cuối cùng chúng ta có thể đang tiến gần hơn đến việc giải đáp bí ẩn này. Hãy tưởng tượng cát trong một chiếc đồng hồ cát. Nó thường chảy tự do, nhưng trong một số trường hợp, các hạt của nó bắt đầu bị kẹt, chuyển từ chất lỏng sang chất rắn. Quá trình chuyển đổi này có ý nghĩa quan trọng đối với nhiều lĩnh vực, từ sản xuất thuốc đến xây dựng. Các nhà nghiên cứu từ Hoa Kỳ đã cố gắng mô tả hiện tượng này và tiến gần hơn đến việc hiểu nó. Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã tiến hành mô phỏng trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng dữ liệu từ các túi hạt polystyrene. Họ phát hiện ra rằng các rung động trong các bộ này có tần số cụ thể, nghĩa là chỉ một số loại rung động nhất định mới có thể truyền qua vật liệu. Đã nhận ... >>

Máy kích thích não được cấy ghép 30.04.2024

Trong những năm gần đây, nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực công nghệ thần kinh đã đạt được những tiến bộ to lớn, mở ra những chân trời mới cho việc điều trị các chứng rối loạn tâm thần và thần kinh khác nhau. Một trong những thành tựu quan trọng là việc tạo ra thiết bị kích thích não cấy ghép nhỏ nhất, do phòng thí nghiệm tại Đại học Rice trình bày. Được gọi là Máy trị liệu qua não có thể lập trình bằng kỹ thuật số (DOT), thiết bị cải tiến này hứa hẹn sẽ cách mạng hóa các phương pháp điều trị bằng cách mang lại nhiều quyền tự chủ và khả năng tiếp cận hơn cho bệnh nhân. Bộ cấy ghép được phát triển với sự cộng tác của Motif Neurotech và các bác sĩ lâm sàng, giới thiệu một phương pháp tiếp cận sáng tạo để kích thích não. Nó được cấp nguồn thông qua một máy phát bên ngoài sử dụng truyền năng lượng điện từ, loại bỏ nhu cầu về dây dẫn và pin lớn điển hình của các công nghệ hiện có. Điều này làm cho thủ tục ít xâm lấn hơn và mang lại nhiều cơ hội hơn để cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân. Ngoài công dụng chữa bệnh, chống ... >>

Nhận thức về thời gian phụ thuộc vào những gì người ta đang nhìn 29.04.2024

Nghiên cứu trong lĩnh vực tâm lý học về thời gian tiếp tục làm chúng ta ngạc nhiên với kết quả của nó. Những khám phá gần đây của các nhà khoa học đến từ Đại học George Mason (Mỹ) hóa ra khá đáng chú ý: họ phát hiện ra rằng những gì chúng ta nhìn vào có thể ảnh hưởng rất lớn đến cảm nhận về thời gian của chúng ta. Trong quá trình thử nghiệm, 52 người tham gia đã thực hiện một loạt bài kiểm tra, ước tính thời lượng xem các hình ảnh khác nhau. Kết quả thật đáng ngạc nhiên: kích thước và độ chi tiết của hình ảnh có tác động đáng kể đến nhận thức về thời gian. Những khung cảnh lớn hơn, ít lộn xộn hơn tạo ra ảo giác thời gian đang chậm lại, trong khi những hình ảnh nhỏ hơn, bận rộn hơn lại tạo ra cảm giác thời gian trôi nhanh hơn. Các nhà nghiên cứu cho rằng sự lộn xộn về thị giác hoặc quá tải chi tiết có thể gây khó khăn cho việc nhận thức thế giới xung quanh chúng ta, từ đó có thể dẫn đến nhận thức về thời gian nhanh hơn. Do đó, người ta đã chứng minh rằng nhận thức của chúng ta về thời gian có liên quan mật thiết đến những gì chúng ta nhìn vào. Lớn hơn và nhỏ hơn ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Ruồi dễ lây lan hơn người ta tưởng 23.04.2018

Nhưng chúng thực sự tệ hơn. Theo một nghiên cứu mới đây, ruồi có thể mang theo đủ loại mầm bệnh và lây lan chúng bằng tay chân nhỏ bé bẩn thỉu của chúng nhiều hơn những gì chúng ta nghĩ trước đây.

Các nhà khoa học tại Đại học Pennsylvania đã thu thập dữ liệu mới cho thấy ruồi mang nhiều mầm bệnh hơn nếu chúng sống ở những khu vực có nhiều người hơn. "Chúng tôi nghĩ rằng điều này có thể tiết lộ một cơ chế lây truyền mầm bệnh mà các quan chức y tế công cộng trước đây chưa nhận thấy, và ruồi có thể góp phần truyền mầm bệnh nhanh chóng trong các tình huống dịch bệnh", nhà sinh hóa học Donald Bryant giải thích.

Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng những con ruồi có nhiều khả năng lấy vi khuẩn từ cống rãnh hoặc nhà vệ sinh mở hơn so với suy nghĩ trước đây. "Nó sẽ khiến bạn phải suy nghĩ lại về việc liệu có món salad khoai tây đã được mở vài giờ tại một bữa ăn ngoài trời hay không. Và nói chung, sẽ tốt hơn nếu bạn có một buổi dã ngoại như vậy trong rừng, tránh xa môi trường đô thị, và không phải trong công viên thành phố. "

Mặc dù thông tin này có thể chỉ làm tăng ác cảm của chúng ta đối với ruồi, nhưng công trình này gợi ý những cách mà các nhà khoa học có thể khai thác côn trùng chứa nhiều loại vi khuẩn. Ví dụ, chúng có thể giúp nghiên cứu hàm lượng vi sinh vật trong môi trường khó tiếp cận.

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