Kehitetty mikroskooppi, joka voi nähdä elektronien tunneloinnin

Amerikkalaiset insinöörit ovat kehittäneet kryogeenisen magneettisen terahertsipyyhkäisyoptisen mikroskoopin

lähikenttä suprajohtavuuden tutkimiseen.Laite toimii äärimmäisissä avaruuden, ajan ja energian mittakaavassa - metrin miljardisosissa, sekunnin kvadrilliossaosissa ja biljoonia sähkömagneettisia aaltoja sekunnissa, kehittäjät raportoivat.

Nanoskooppi pystyy tarkentamaan noin 20 nm:iin,toimii nestemäisen heliumin lämpötilaa alhaisemmissa lämpötiloissa ja voimakkaissa magneettikentissä. Tämä riittää saamaan käsityksen materiaalien suprajohtavista ominaisuuksista näissä äärimmäisissä olosuhteissa, kirjoittajat sanovat. Tutkimus auttaa ja parantaa kvanttilaskennan suorituskykyä.

Laite koostuu ohjausjärjestelmästä,laserlähde, peilien labyrintti, joka muodostaa optisen polun valolle, joka pulssii biljoonia syklejä sekunnissa. Näytteen kanssa tilaa ympäröivä suprajohtava magneetti synnyttää jopa 5 T:n magneettikentän ja mittatilaustyönä tehdyllä atomivoimamikroskoopilla voidaan tutkia nestemäisen heliumin lämpötilaan (noin 1,8 K) jäähdytettyjä materiaaleja.

Koejärjestelyn kaavio. Kuva: Richard H. J. Kim et ai., arXiv

Löydön mahdollistama teknologiapuolijohteiden valon aiheuttamat värähtelyt. Mahdollisuus hallita suprajohtavuutta rautapohjaisissa puolijohteissa valon avulla, tutkijat raportoivat Nature-lehdessä julkaistussa artikkelissa.

Mahdollisesti laite pystyy visualisoimaansupervirtojen tunnelointi yksittäisissä Josephson-liitoksissa, eli elektronien liikkeen näyttämiseksi kaksi suprajohdetta erottavan esteen läpi, tutkijat huomauttavat. Näiden prosessien ymmärtäminen auttaa parantamaan kubittien suorituskykyä ja kvanttilaskennan tehokkuutta, he lisäävät.

Analysoimalla uusia kokeellisia tietoja voimme kehittää edistyneitä tomografiatekniikoita kvanttisekoittuneiden tilojen tarkkailemiseksi valoohjatuissa suprajohtimissa.

Ilias Perakis, fysiikan professori Alabaman yliopistossa Birminghamissa ja projektin toinen kirjoittaja

Lue lisää:

Tutkijat ikiroutavyöhykkeeltä: kuinka he kehittävät älykkäitä vaatteita ja syöpärokotteen

"Walking Dead" oli olemassa miljoonia vuosia sitten: tiedemiehet kertoivat, kuinka ne ilmestyivät

Muna pudotettiin avaruudesta: katso mitä sille tapahtui