Физики используют свет мигает, чтобы обнаружить, контролировать новые квантовые состояния материи

Jigang Wang не можете разбить его научных целей в нескольких словах: «для обнаружения и контроля квантовых состояний материи».

Но, это займет пункты, аналогии, иллюстрации, интернет-поиска и готовность расшифровать говорить о «неравновесных квантовых фазовых Открытие через нетепловой сверхбыстрой утолить вблизи квантовой критической точки», чтобы получить ручку на эти восемь слов.

Хотя это задачка, работы Ван может быть большое дело для всех нас.

Использование квантовой физики-частицы и энергии на атомные Весы — может привести к повышению вычислительной, чувствуя, передачу и хранение данных технологий. Но первые исследователи, такие как Ван — профессор физики и астрономии в Университете штата Айова и физик в США из Лаборатории Эймса энергии — нужно дать больше ответов о квантовом мире.

В случае Вана, многие из тех, ответы идут из квантовой терагерцовой спектроскопии, которые могут визуализировать и управлять электронами.

Трехлетний, $465,000 грант от исследовательского бюро армии США поддержал исследования спектроскопия Ван И его исследовательской группы.

Wang и его команда объявили о трех открытиях на основе этих исследований:

Первый, сообщается в Nature материалы, описывается, как ультракороткими импульсами фотонов — лазер мигает в триллионы циклов в секунду-можете перейти на состояние материи скрыта сверхпроводимость, электрический ток без сопротивления, как правило, на супер-низких температурах. Открытие демонстрирует новый тюнинг ручка-называется «квантовая утолить» с помощью физиков — для неравновесных обнаружения материалов, таких как переключение на экзотические, скрытых состояний без изменения температуры.

Второй, сообщили в письма в ЖЭТФ, описывается инструментарий терагерцового можно проследить пар электронов в материалах, раскрывая новый, светло-индуцированной, долгоживущие состояния вещества.

И в-третьих, сообщается в Nature Photonics и описывает, как сверхбыстрые вспышки света Wang и его коллеги могут использоваться, как ручка для того чтобы контролировать и ускорить сверхтоков. Вспышки нарушать равновесия, симметрии, спровоцировав запрещено квантовые осцилляции, что не может быть достигнуто любыми известными способами.

Ван имеет несколько сотрудниц, которые способствовали открытия: И. Е. Пераки группы в Университете штата Алабама в Бирмингеме способствовало теоретическое моделирование; Чанг-Беом МНВ группы в Университете Висконсин-Мэдисон и Павел Кэнфилд группы Айова государство выделило высококачественных сверхпроводящих материалов и их характеристики.

Скоростной потенциал

Исследовательский отдел армии видит потенциал в квантовых технологий:

«Доктор Ван работы является выявление Новой физики и, как мы можем использовать свет, чтобы вызвать новые свойства, которые недоступны», — сказал Марк Ульрих, физики, начальник отдела в армейском исследовательском кабинете, элемент американской армии боевые возможности развития Командование Армии научно-исследовательской лаборатории. «Свет-индуцированной фазы могут включать такие технологии, как оптические компьютеры, новые датчики или непредвиденных способы управления светом или электронами».

Исследования в лаборатории Вана в основном неисследованной территории в физике конденсированных сред и материаловедения, сказал Ван. И так еще много работы впереди, чтобы сбить барьеры знаний, чтобы помочь подтолкнуть развитие квантовых технологий и их высокоскоростные коммуникационные возможности.

«Мы бы хотели использовать эти инструменты, эти быстро мигает и высоких частот-для зонда меньших масштабах, от 1 до 10 нм (это от 1 до 10 миллиардных долей метра)», — говорит Ван. «Мы также хотим развивать элементы управления с помощью терагерцового света для квантового вычисления сообщества.»

И как же все это началось в лаборатории Вана? Откуда эти идеи о квантовой обнаружения и управления пришли?

«Я всегда был очарован открытием новых состояний материи путем разработки новых инструментов, особенно тех государств, которые трудно или даже нельзя получить доступ обычными средствами», — сказал Ван.

Это означает, что минимальное изменение температуры, давления, химического состава или магнитных полей, чтобы добраться до этих новых состояний материи, которые обычно неустойчивы в равновесии и часто скрытой от обычных методов измерения, но стабилизировались в своих опытах, сказал Ван.

Он не сосредоточиться на случайных открытий, что иногда бывает просто что-то в лаборатории. Ван хочет развиваться и наносить точные и мощные лабораторные инструменты в контролируемом рациональным образом, чтобы найти эти новые состояния вещества, скрытые в сверхпроводящих и других сложных материалов.

Делая это, он сказал, что узнав эти интенсивные вспышки терагерцового производится его лабораторные приборы действительно могут быть регулятором для поиска, стабилизации, зондирование и контролировать эти экзотические государства и их уникальные свойства.

«Мы создали новый подход, — сказал он, — чтобы открыть и потенциально контролировать экзотических состояний материи.»

сделать разницу: спонсорские возможности