Cύξτε τα ραδιοκύματα στην κβαντική τους βασική κατάσταση

Πίστωση: Delft University of Technology

Ερευνητές από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Ντελφτ βρήκαν έναν νέο τρόπο να κρυώσουν τα ραδιοκύματα στην κβαντική τους βασική κατάσταση. Για να το κάνουν αυτό, χρησιμοποίησαν κυκλώματα που χρησιμοποιούν ένα ανάλογο της λεγόμενης τεχνικής ψύξης λέιζερ που χρησιμοποιείται συχνά για την ψύξη ατομικών δειγμάτων. Η συσκευή χρησιμοποίησε μια πρόσφατα αναπτυγμένη τεχνική που οι ερευνητές αποκαλούν σύζευξη πίεσης φωτονίων, η οποία θα πρέπει να είναι χρήσιμη για τον εντοπισμό σημάτων εξαιρετικά χαμηλού μαγνητικού συντονισμού (MRI) ή για εφαρμογές κβαντικής ανίχνευσης που μπορούν να βοηθήσουν στην αναζήτηση ύλης. Μαύρο. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο Οι επιστήμονες προοδεύουνΤο


Τα ραδιοκύματα που συναντάμε συνήθως στην καθημερινή μας ζωή, όπως αυτά που ακούμε στο αυτοκίνητό μας ή εκείνα που στέλνουν σήματα στις οθόνες μωρών στο σπίτι μας, είναι καυτά: περιέχουν θόρυβο που προέρχεται από την τυχαία κίνηση του άτομα στα πράγματα από τα οποία μεταδίδονται και ακόμη και στην κεραία που χρησιμοποιείτε για να τα ακούσετε. Αυτός είναι ένας από τους λόγους που ακούς στατικά όταν συντονίζεις το ραδιόφωνο του αυτοκινήτου σου σε μια συχνότητα που δεν το κάνει ραδιοφωνικός σταθμόςΤο

Κύματα ψύξης

Ένας τρόπος για τη μείωση αυτού του θορύβου είναι η ψύξη των ραδιοκυμάτων, για παράδειγμα με ψύξη της κεραίας που τα δέχεται σε θερμοκρασία κοντά στο απόλυτο μηδέν. Τα άτομα στην κεραία δεν θα κινηθούν τόσο πολύ και ο θόρυβος θα μειωθεί. Αυτό είναι στην πραγματικότητα αυτό που γίνεται σε έναν υπεραγώγιμο κβαντικό υπολογιστή, ο οποίος ψύχεται στα 10mK για να αποτρέψει αυτά τα ασταθή άτομα να δημιουργήσουν θόρυβο στα σήματα GHz με τα οποία εργάζονται.

«Ωστόσο, διευκρινίζει την Ines Rodrigues, ερευνητή στο TU Delft, ορισμένες εφαρμογές, όπως το NMR, μαύρη ύλη Η ανίχνευση ή η ραδιοαστρονομία ασχολούνται με εξαιρετικά αδύναμα σήματα σε συχνότητες MHz. θόρυβο σε σήμα ραδιοκυμάτων. Για να εξαλειφθεί ο υπολειπόμενος θόρυβος, είναι απαραίτητο να κρυώσει ραδιοκύματα Ακόμα μακρύτερα. Αλλά πως?

Σύζευξη φωτονίων

Σε αυτή την εργασία, οι ερευνητές του Ντελφτ βρήκαν έναν νέο τρόπο αντιμετώπισης του θορύβου των τρεμάμενων ατόμων. Χρησιμοποιώντας κυκλώματα που χρησιμοποιούν ένα ανάλογο της τεχνικής ψύξης λέιζερ που χρησιμοποιείται συχνά για την ψύξη νέφων ατόμων, οι συγγραφείς ψύχουν τα σήματα ραδιοκυμάτων στη συσκευή τους μέχρι την κβαντική βασική κατάσταση. «Ο κυρίαρχος θόρυβος που παραμένει στο κύκλωμα οφείλεται μόνο στις κβαντικές διακυμάνσεις, ο θόρυβος που προέρχεται από τα περίεργα κβαντικά άλματα που προβλέπονται από Κβαντική μηχανική“Λέει ο επικεφαλής της ομάδας TU Delft, Gary Steele. Η ομάδα του Steele ειδικεύεται στην κβαντική ανίχνευση χρησιμοποιώντας υπεραγώγιμα κβαντικά κυκλώματα.

Η συσκευή χρησιμοποίησε μια πρόσφατα αναπτυγμένη τεχνική που οι συγγραφείς ονομάζουν σύζευξη πίεσης φωτονίων. Αυτή η μέθοδος αναμένεται να έχει συναρπαστικές εφαρμογές στην ανίχνευση σημάτων εξαιρετικά αδύναμου μαγνητικού συντονισμού (MRI). θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για πολλούς κβαντικές πληροφορίες εφαρμογές επεξεργασίας που περιλαμβάνουν το ραγδαία εξελισσόμενο πεδίο του κβαντικού υπολογισμού. Επιπλέον, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε αποκαλούμενες εφαρμογές κβαντικής ανίχνευσης και θα μπορούσε να βοηθήσει στην αναζήτηση της σκοτεινής ύλης, ένας περίεργος τύπος ακόμη ανιχνεύσιμων σωματιδίων που θα μπορούσαν να εξηγήσουν ανοιχτά ερωτήματα στη βαρύτητα και την κοσμολογία.


Ακούγοντας κβαντικό ραδιόφωνο


Περισσότερες πληροφορίες:
IC Rodrigues et al, oolύξη κυκλωμάτων πίεσης φωτονίων στο κβαντικό καθεστώς, Οι επιστήμονες προοδεύουν (2021). DOI: 10.1126 / sciadv.abg6653Το www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abg6653

Παρέχεται από
Delft University of Technology

Παραθέτω, αναφορά: Cύξη ραδιοκυμάτων στην κβαντική τους βασική κατάσταση (2021, 15 Οκτωβρίου) ανακτήθηκε στις 16 Οκτωβρίου 2021 από https://phys.org/news/2021-10-cooling-radio-quantum-ground-state.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από την εύλογη χρήση για ιδιωτικούς σκοπούς μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημέρωση.

READ  Το «τραγούδι» των ζώων που απειλούνται με εξαφάνιση αποκαλύπτει την εξελικτική προέλευση της μουσικής

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *