В повседневной жизни, материя ведет себя предсказуемым, ожидаемым образом. Если вы бросаете мяч, ты думаешь, что он будет путешествовать в определенном направлении и иметь предсказуемую отдачу. Более того, силы, действующие на один объект не будет оказывать влияние на другой, независимый объект.
Но в квантовой механике-физика крошечный-правила совершенно разные. В одно -, двух-и трехчастичных систем, действий, которые происходят в одном месте может сильно влиять на атомы далеко. Ученые еще не имеют полного понимания этого, но, анализируя поведение этих систем и более сложные, они надеются найти выводы.
Исследователи из квантовых систем на Окинаве Института науки и технологий выпускник Университета (Уист), наряду сотрудников Университетского колледжа в Дублине и Даремского университета, смоделировал одну из этих систем, который выявил квантовых состояний-пути, что частицы выстраиваются в изолированных системах-это было неожиданно. Их результаты, опубликованные в новом журнале физики, может иметь применение в квантовых технологий.
«Если бросить камень с лодки, камне идет в одну сторону, а лодка идет в другую», — пояснил профессор Томас Буш, который возглавляет это подразделение. «В квантовой механике, мы можем иметь гораздо более сильные корреляции на гораздо больших расстояниях. Это как если вы поставите на один красный носок и один зеленый носок, потом кто-то в Антарктиде, которые вы никогда не встречались, придется сделать то же самое. И наши работы уже нашли новых государств с эти очень сильные корреляции, которые могут быть очень хорошо контролируется».
Экспериментируя с двумя атомами
Когда ученые исследуют макроскопическими системами, они склонны смотреть на многие частицы, скажем 10 в 23 атомов. Потому что есть так много, они не могут следить за каждым атомом и приходится делать предположения. Чтобы избежать этого, исследователи в данном исследовании использован другой вариант.
«Мы смоделировали систему с помощью всего двух атомов», — сказал первый автор Аяка Усуи, аспирант в группе. «Это дало кирпичик большой системы, но мы можем контролировать все и увидеть то, что происходит. И, для дальнейшего управления этой системой, мы считали супер-холодные атомы».
При комнатной температуре, частицы передвигаются очень быстро. Чем теплее, тем быстрее они движутся. С помощью лазерного охлаждения, эти атомы могут быть замедлены и охлаждается, пока они не достигнут почти нулевой скоростью и, таким образом, супер-холодный. Это сделало его намного легче для Аяка и коллег, чтобы описать их в своих симуляциях.
В такой системы, самое простое, что частицы могут сделать, это сталкиваются друг с другом. Это заставляет их двигаться и менять направление, а частицы также имеют нечто, называемое спином. Спин частицы-это либо направлен вверх или вниз, и в дальнейшем влияет на то, как она движется — эффект называется спин-орбитального взаимодействия. Когда исследователи смоделировали систему с двумя супер-холодных атомов, которые были спин-орбитального сочетании, этих новых государств, со своими очень сильные корреляции были выявлены.
«У нас есть системы с двумя частицами, где вы получите эти состояния, и те, с 10 до 23, где вы не,» сказал д-р Томас Фогарти, докторской ученый в блок. «Где-то вдоль этой длинной цепочки добавления частицы, эти новые государства уходи.»
Инженерно дальнейшие выводы
«Наряду с новыми государствами, мы обнаружили, что формулы, описывающие именно эту систему», — сказала Аяка. «Итак, мы можем спроектировать его.»
Найти эти формулы, исследователи имеют контроль над системой и у них теперь план по изменению параметров, чтобы посмотреть на динамику системы.
«Мы собираемся сплит система, так у нас их два», — сказала Аяка. «Мы можем использовать сильные корреляции для оценки системы. Если мы найдем один атом в одной из систем, мы знаем, что другие тоже в этом одна, без его измерения, потому что они тесно коррелируют».
Хотя эти исследования просто концентрируя внимание на небольшой аспект того, что квантовая механика может сделать, она имеет множество приложений, сказал профессор Буш.
«Квантовые технологии нужны эти корреляции», — пояснил он. «Эти новые государства обладают сильным неклассических корреляций, которые мы знаем, и мы можем модифицировать их. С помощью этого исследования, мы можем построить более мощные компьютеры. Мы могли бы создать измерительные устройства, которые измеряют крошечные различия в силе тяжести или электрических импульсов в головном мозге. Есть так много приложений, чтобы работать в направлении».
Наряду с Аяка Усуи, доктор Фогарти, и профессор Буш, в этом исследовании приняли участие д-р Стив Кэмпбелл из Университетского колледжа в Дублине и профессор Саймон Гардинер из Университета Дарема.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!