Fisika

Ingenieurs ontdek toevallig 'n Quantum-raaisel van 58 jaar oud

Ingenieurs ontdek toevallig 'n Quantum-raaisel van 58 jaar oud

'N Kunstenaar se indruk van hoe 'n nanometer-skaal elektrode gebruik word om die kwantumtoestand van 'n enkele kern in 'n silikon-skyf plaaslik te beheer. Tony Melov / UNSW

Sommige wetenskaplike deurbrake vind per toeval plaas, en dit is presies wat met ingenieurs van die Universiteit van Nieu-Suid-Wallis Sydney (UNSW) in Australië gebeur het toe hulle 'n kwantum-raaisel wat terugdateer tot 1961, ontbloot het.

Hul deurbraak kan 'n groot impak hê op die ontwikkeling van kwantumrekenaars en -sensors. Hulle ontdekking skud die paradigma van kernmagnetiese resonansie op - iets wat algemeen gebruik word in die vakgebiede medisyne, mynbou en chemie.

Hul studie is in die tydskrif gepubliseer Aard op Woensdag.

Die teorie is die eerste keer in 1961 voorgestel en is tot nou toe nie herleef nie

Die 58 jaar oue ingenieursraaisel is uiteindelik voltooi. Dankie aan die span navorsers van UNSW wat die kern van 'n enkele atoom met behulp van elektriese velde kan beheer en verstaan.

"Hierdie ontdekking beteken dat ons nou 'n pad het om kwantumrekenaars te bou met behulp van enkelatoom-draai sonder dat daar 'n ossillerende magneetveld nodig is vir die werking daarvan," het Andrea Morello, professor in Scientia in Scientia, van UNSW gesê.

Hul ontdekking het ingrypende gevolge. Die beheer van 'n enkele atoom wat in 'n nano-elektroniese toestel geplaas word, sal baie makliker wees as ooit tevore en sal 'n beduidende impak hê op sekere velde.

SIEN OOK: IBM se 53 QUBIT-KWANTUMREKENAAR WORD TOT OKTOBER BESKIKBAAR

"Kernmagnetiese resonansie is een van die algemeenste tegnieke in moderne fisika, chemie en selfs medisyne of mynbou," het Morello verduidelik. "Dokters gebruik dit om in detail in die liggaam van 'n pasiënt te sien, terwyl mynmaatskappye dit gebruik om rotsmonsters te ontleed. Dit werk baie goed, maar vir sekere toepassings kan die behoefte om magnetiese velde te gebruik om die kerne te beheer en op te spoor 'n nadeel wees. . "

Wat nog meer opwindend is, is dat professor Morello en sy span per toeval op hul ontdekking geval het.

Hy het gesê 'Ons het hierdie effek per ongeluk' herontdek '- dit sou nooit by my opgekom het om daarna te soek nie. Die hele veld van kernelektroniese resonansie was al meer as 'n halwe eeu byna rustig, na die eerste pogings om dit te demonstreer. te uitdagend geblyk. '

Die eerste keer wat die beheer van kernspin met magnetiese velde genoem is, was in 1961 deur die pionier Nobelpryswenner, Nicolaas Bloembergen.

Morello het in besonderhede ingegaan oor hoe hul ontdekking die toekoms sal beïnvloed: "Hierdie landmerkresultaat sal 'n skatkis van ontdekkings en toepassings open. Die stelsel wat ons geskep het, het genoeg ingewikkeldheid om te bestudeer hoe die klassieke wêreld wat ons elke dag beleef, vanuit die kwantumryk na vore kom. . "

Hy het voortgegaan: "Boonop kan ons die kwantumkompleksiteit daarvan gebruik om sensors van elektromagnetiese velde met 'n aansienlik verbeterde sensitiwiteit te bou. En dit alles, in 'n eenvoudige elektroniese toestel wat in silikon vervaardig word, wat beheer word met klein spannings wat op 'n metaalelektrode aangebring word."


Kyk die video: QTM3x201833QPE-video (Mei 2021).