إعادة تكوين خصائص الضوء في النيوترونات الملتوية لتكوين مواد كمومية

ابتكر فيزيائيون من جامعة واترلو جهازًا يولد موجات نيوترونية حلزونية. سابقًا

وكان يُعتقد أن مثل هذا السلوك في النيوترونات مستحيل. ستساعد نتائج العمل في تطوير الجيل القادم من المواد الكمومية للحوسبة الكمومية والأبحاث الأساسية.

في تجاربهم ، بنى العلماءالهياكل المجهرية الشبيهة بالشوكة من شبكات السيليكون. هذه الأجهزة صغيرة جدًا لدرجة أنه في المربع الذي يبلغ طوله الجانبي 0.5 سم ، يوجد أكثر من ستة ملايين من شبكات طور خلع الشوكة الفردية.

صورة تحت المجهر وكيف يعمل مولد الموجات العصبية الحلزونية. صورة: Dusan Sarenac et al. ، تقدم العلوم

عندما يمر شعاع من النيوترونات المفردةفي هذا الجهاز ، تبدأ النيوترونات الفردية في الالتواء على شكل مفتاح. التقط الباحثون صورًا للنيوترونات التي تم الحصول عليها باستخدام كاميرا خاصة على مسافة 19 مترًا من مصدر الإشعاع. أظهرت نتائج الملاحظات أن كل نيوترون تمدد إلى
توقيع يشبه الدونات ، بعرض 10 سم.

بنية الحلقة لتكاثر النيوتروناتيشير العلماء إلى أنها وُضعت في حالة حلزونية خاصة وأن الأجهزة الشبكية للمجموعة ولّدت حزمًا من النيوترونات بزخم زاوي مداري كمي.

هياكل على شكل حلقة تم الحصول عليها للأنظمة ذات الشحنات الطوبولوجية المختلفة (ف). الصورة: دوسان ساريناك وآخرون، تقدم العلوم

على الرغم من أن طرق الحصول على الزخم الزاوي المداري للفوتونات والإلكترونات وتحليلها بشكل تجريبي مفهومة جيدًا ، إلا أن تصميم جهاز يستخدم النيوترونات لم يتم توضيحه بعد.

النيوترونات هي أداة قوية لتحديدخصائص المواد الكمومية الجديدة ، حيث تحتوي على عدد من الميزات الفريدة. لديهم أطوال موجية نانومترية الحجم ، وحياد كهربائي ، وكتل كبيرة نسبيًا. تعني هذه الميزات أن النيوترونات يمكن أن تمر عبر المواد ، على عكس الأشعة السينية والضوء.

دوسان سارناك ، مؤلف مشارك للدراسة في معهد الحوسبة الكمية في جامعة واترلو

قراءة المزيد:

إنشاء نظام ملاحة أكثر دقة من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

تميمة قديمة أعادت كتابة تاريخ أكثر اللغات غموضًا في أوروبا

قمر صناعي صغير يرسل الصورة الأخيرة قبل أن يصطدم بالغلاف الجوي للأرض