راه ترقی

آخرين مطالب

کشف حالت‌های جدید کوانتومی در مواد درهم‌تنیده دانش

کشف حالت‌های جدید کوانتومی در مواد درهم‌تنیده
  بزرگنمايي:

راه ترقی - ایسنا /دانشمندان موفق به کشف و مشاهده حالت جدیدی از کوانتوم با استفاده از فناوری نوری جدید خود شدند.
علم مکانیک کوانتومی بر دنیای ذرات بنیادی حاکم است، جایی که می‌توانیم انواع پدیده‌های کوانتومی را ببینیم. این پدیده‌ها به دلیل رفتار جمعی ذرات پدیدار می‌شود.
این حالت‌های کوانتومی، غیر معمول هستند. آنها رفتاری متفاوت از هر چیزی که محققان می‌شناسند، دارند و فقط در شرایط خاص مانند دمای پایین یا فشار بالا پدیدار می‌شوند. اکثر این حالت‌های کوانتومی عجیب در حد تئوری باقی می‌مانند، زیرا ایجاد آنها به دلیل ظرافت دنیای کوانتوم، دشوار است.
به نقل از آی‌ای، اکنون محققانی از ژاپن و آمریکا چندین حالت کوانتومی که قبلاً مشاهده نشده بودند را در یک ماده دو بعدی مشاهده کرده‌اند. این مواد به فهرست رو به افزایش «باغ وحش کوانتومی»( quantum zoo) پیوستند.
پروفسور «شیائویانگ ژو»( Xiaoyang Zhu) از دانشگاه کلمبیا و نویسنده این مطالعه گفت: برخی از این حالت‌ها قبلاً هرگز مشاهده نشده بودند و ما توقع مشاهده این همه حالت را نداشتیم.
چندین مورد از این حالت‌های کوانتومی پنهان بودند و محققان را ملزم به توسعه یک فناوری نوری مبتکرانه کردند. پژوهشگران از این فناوری برای بررسی حالت‌های کوانتومی «دی‌فنیل‌دی‌تلورید مولیبدن درهم‌تنیده» (tMoTe2) که یک ماده «موآره»( moiré) دوبُعدی است، استفاده کردند.
رایانه کوانتومی توپولوژیکی
مواد «موآره» با روی هم قرار گرفتن ورق‌هایی با ضخامت یک اتم با کمی درهم‌تنیدگی یا عدم تطابق بین لایه‌ها ساخته می‌شوند. این عدم تطابق جزئی، الگوهای بزرگتر و قوس‌دارتری را ایجاد می‌کند که موسوم به «الگوهای موآره» هستند.
مواد «موآره» در شرایط خاص می‌توانند حالت‌هایی را موسوم به «حالت‌های کوانتومی توپولوژیکی»( Topological) نشان دهند. این حالت‌های کوانتومی نتیجه برهمکنش‌های الکترونی است که به دلیل استفاده از آنها در ساخت رایانه‌های کوانتومی، مورد توجه هستند.
واژه «توپولوژیک» به معنی جای‌شناسی یا مکان‌شناسی است.
رایانش کوانتومی «توپولوژیکی» با پیروی از یک استراتژی متفاوت از رویکردهای فعلی متمایز می‌شود. رایانه‌های کوانتومی «توپولوژیکی» به جای رمزگذاری اطلاعات در «کیوبیت‌های»(qubits) شکننده، از کاربرد جهانی حالت‌های کوانتومی استفاده می‌کنند و آنها را پایدارتر و خطاناپذیرتر می‌کنند.
«کیوبیت» یا بیت کوانتومی واحد پایه‌ای پردازش کوانتومی و رمزنگاری کوانتومی است.
این حالت‌های «توپولوژیکی» اغلب با استفاده از میدان‌های مغناطیسی خارجی ایجاد می‌شوند و «کیوبیت‌ها» را در رایانه کوانتومی مختل می‌کنند. این بدان معناست که دانشمندان برای ایجاد حالت‌های کوانتومی «توپولوژیکی» به یک روش بدون مغناطیس نیاز دارند.
محققان برای انجام این کار، فناوری نوری خود را توسعه دادند. آنها برای این فرایند، ماده «موآره درهم‌تنیده» را با تکیه بر «اثر کسری کوانتومی هال»(fractional quantum Hall effect) انتخاب کردند.
در «اثر کسری کوانتومی هال»، الکترون‌ها در یک ماده، به صورت جمعی رفتار می‌کنند و ماده‌ای را ایجاد می‌کنند که به عنوان «شبه‌ذرات»(quasi-particles) شناخته می‌شود. این ذرات دارای بارهایی هستند که کمتر از بار یک الکترون واحد هستند.
دانشمندان این شبه‌ذرات خاص را «آنیون»(anyon) می‌نامند. رفتار «آنیون‌ها» نه شبیه به الکترون‌ها و نه شبیه به فوتون‌هاست.
این مسئله بر خلاف شهود دانشمندان، به دلیل مکانیک کوانتومی اتفاق می‌افتد. نکته این است که این پدیده به میدان‌های مغناطیسی خارجی قوی نیاز دارد که محققان قصد داشتند از آن اجتناب کنند.
با این حال، «ماده موآره tMoTe2» به گونه‌ای است که درهم‌تنیدگی آن یک میدان مغناطیسی داخلی ایجاد می‌کند و امکان مشاهده «اثر کسری کوانتومی هال» را بدون نیاز به میدان مغناطیسی خارجی فراهم می‌کند.
پژوهشگران برای فناوری نوری خود از یک پالس لیزری سریع استفاده می‌کنند که حالت‌های کوانتومی را در ماده به طور موقت مختل می‌کند. سپس با استفاده از یک پالس دوم بازیابی کننده، حالت‌ها را کنترل می‌کنند.
این روش به آنها اجازه داد تا مشخصات این حالت‌های کوانتومی پنهان را بررسی کنند.
این فناوری نوری که آن را «طیف‌سنجی دمش-کاوش»( pump-probe spectroscopy) نامیدند، حدود 20 حالت کوانتومی پنهان را آشکار کرد. برخی از این حالت‌ها قبلاً مشاهده شده بودند، اما چندین مورد کاملاً جدید بودند.
اکنون محققان قصد دارند این حالت‌های کوانتومی جدید را توصیف کنند تا بتوانند مشخص کنند که کدام یک می‌توانند در محاسبات کوانتومی کاربرد داشته باشد.
این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.

لینک کوتاه:
https://www.rahetaraghi.ir/Fa/News/1067448/

نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield
مخاطبان عزیز به اطلاع می رساند: از این پس با های لایت کردن هر واژه ای در متن خبر می توانید از امکان جستجوی آن عبارت یا واژه در ویکی پدیا و نیز آرشیو این پایگاه بهره مند شوید. این امکان برای اولین بار در پایگاه های خبری - تحلیلی گروه رسانه ای آریا برای مخاطبان عزیز ارائه می شود. امیدواریم این تحول نو در جهت دانش افزایی خوانندگان مفید باشد.

ساير مطالب

سایه سنگین 3 میلیون خودروی فرسوده بر سر ایران؛ چه باید کرد؟

توقف فروش آرد به نانوایان آزادپز، کارخانه‌های ماکارونی و قنادی‌ها

استقلال به دنبال دروازه‌بان جدید

بمبی که هنوز دغدغه‌اش سپاهان است

محرز: فصل بعد قهرمان عربستان می‌شویم

انقلاب فرهاد مجیدی در البطائح؛ تیمی دگرگون‌ شده

شرایط خاص تیم ملی فوتسال زنان ایران در سومین دوره جام ملت‌های آسیا

محمد نصرتی: از تسلط و تمرکز بیرانوند لذت بردم

13 امتیاز مسلم از نساجی گرفته شد!

فدراسیون دوومیدانی: بانوان شانس زیادی برای مدال آوری در آسیا دارد

انزونزی با زوج جدید مقابل هوادار!

سخنگوی وزارت خارجه: حملات رژیم صهیونیستی به یمن، جنایت آشکار و نقض منشور ملل متحد است

عباس آخوندی: اگر امروز با ترامپ توافق کنیم بهتر از فرداست

وقتی معلم من و رفیقم رو میبرد پای تخته

خانم شیرزاد یک سبک زندگیه!

«گیله پیرمرد» در راه سینماها؛ پرتره پیشکسوت فقید استقلال ساخته می‌شود

آهنگ جدید/ «به سرم زد» با صدای رهام هادیان

دو نشانه غیر قانونی بودن معاملات آنلاین طلا

اعترافات متهمی که به هواخواهی از خواهرش، دامادشان را کشت!

سرمقاله دنیای اقتصاد/ چشم‌انداز مذاکرات ایران و آمریکا

3 برنامه دولت چهاردهم برای کاهش بیکاری

عرضه کالای استوک و بنجل قاچاق همچنان پابرجا؛ آیا ابلاغ دستورالعمل جدید قاچاق پوشاک را متوقف می‌کند؟

جراحی موفقیت‌آمیز اسطوره استقلال

صعود نابغه به رده سوم رنکینگ دنیا

مرد اول استقلال برابر آلومینیوم دوباره می‌درخشد

ایران میزبان مسابقات بیس بال غرب آسیا

عراقچی: بی‌عملی سازمان ملل در قبال اسرائیل موجب عادی‌سازی جنایت شده است

تاکید نخست‌وزیر پاکستان بر استفاده از تمامی ظرفیت‌ها برای گسترش روابط با ایران

محبی نیا: استقلال ایران برای ترامپ معنادار است

حواس پرتی آقای فردوس

به این میگن دوستی واقعی

آواز شوشتری حسام الدین سراج در کنار مزار محمدرضا لطفی

دستگیری جاعلان رسید‌های بانکی جعلی

انهدام شبکه شرط‌بندی مبارزات زیرزمینی؛ 10 تبعه بیگانه دستگیر شدند

تصادف زنجیره‌ای پنج خودرو و یک موتورسیکلت؛ 5 نفر کشته و 11 تن مصدوم شدند

گرد و غبار، مدارس برخی از شهرها را به تعطیلی کشاند

راه‌حل دانشمندان بلژیکی برای پیش‌بینی آلزایمر خانوادگی

انتشارات سوره مهر با دو کتاب درباره شهید رئیسی به نمایشگاه کتاب می‌آید

سرمقاله خراسان/ آن روی دیوار را هم کاهگل کنید

عصیان ناترازی؛ واکنش لاک پشتی

عیادت فرمانده سپاه از یک مرجع تقلید؛ آیت‌الله نوری همدانی سرلشکر سلامی را «دست راست رهبری» خواند

پزشکیان به حرم مطهر رضوی مشرف شد

اظهارات ویتکاف درخصوص زمان برگزاری دور چهارم مذاکرات با ایران

دیدار مدیر کل بنیاد شهید و امور ایثارگران بوشهر با سرپرست معاونت شورای حل اختلاف دادگستری

افشاگری مدیر برنامه اسکوچیچ: رفیعی با اسکو مذاکره کرد و حرف های خوبی هم نزد!

واکنش رفیعی به لو رفتن ترکیب پرسپولیس؛ یک همبازی داشتم که دو فن پیج با اسم خودش داشت!

رفیعی: آقایی که کاپیتان پرسپولیس بودی و در پیجت مطلب نوشتی، هر چیزی در مورد من می دانی بگو!

کنایه میثاقی به مدیران استقلال؛ آیا دغدغه شما الان انتخاب سخنگو بود؟

رفیعی:گذر زمان ثابت می کند حرف من در مورد کارتال درست است یا خیر؟

کارشناسی داوری استقلال - آلومینیوم

ویکی پدیاجستجو