A csavart neutronokban újrateremtett fény tulajdonságai kvantumanyagok létrehozására

A Waterloo Egyetem fizikusai olyan eszközt készítettek, amely neutronspirálhullámokat generál. Korábban

azt hitték, hogy a neutronok ilyen viselkedése lehetetlen. A munka eredményei segítséget nyújtanak a kvantumszámításhoz és az alapkutatáshoz szükséges következő generációs kvantumanyagok kifejlesztésében.

Kísérleteik során a tudósok építettekszilícium rácsok mikroszkopikus villaszerű szerkezetei. Ezek az eszközök olyan kicsik, hogy egy 0,5 cm oldalhosszúságú négyzetben több mint hatmillió egyedi villadiszlokációs fázisrács található.

Kép mikroszkóp alatt és a spirális neurális hullámgenerátor működése. Kép: Dusan Sarenac et al., Science Advances

Amikor egy neutronnyaláb áthaladEbben az eszközben az egyes neutronok dugóhúzó formájában csavarodni kezdenek. A kutatók a sugárforrástól 19 méteres távolságban speciális kamerával készített felvételeket készítettek a neutronokról. A megfigyelések eredményei azt mutatták, hogy minden neutron a
fánkszerű aláírás, 10 cm széles.

A terjedő neutronok gyűrűs szerkezeteazt jelzi, hogy speciális spirális állapotba kerültek, és hogy a csoport rácsos eszközei kvantált orbitális szögimpulzusú neutronnyalábokat generáltak - jegyzik meg a tudósok.

Különböző topológiai töltésű rendszerekre kapott gyűrű alakú szerkezetek (q). Kép: Dusan Sarenac et al., Science Advances

Bár jól ismertek a fotonok és elektronok orbitális impulzusimpulzusának kísérleti megszerzésére és elemzésére szolgáló módszerek, a neutronokat használó eszköz tervezését még nem sikerült demonstrálni.

A neutronok hatékony eszközei a meghatározásánakaz új kvantumanyagok jellemzőit, mivel számos egyedi tulajdonsággal rendelkeznek. Nanométer méretű hullámhosszuk, elektromos semlegességük és viszonylag nagy tömegük van. Ezek a tulajdonságok azt jelentik, hogy a neutronok áthaladhatnak az anyagokon, ellentétben a röntgensugárzással és a fénnyel.

Dusan Sarenak, a tanulmány társszerzője a Waterloo Egyetem Kvantum Számítástechnikai Intézetében

Olvass tovább:

Létrehozott egy navigációs rendszert, amely pontosabb, mint a GPS

Egy ősi amulett írta át Európa legtitokzatosabb nyelvének történetét

Az apró műhold az utolsó fényképet küldi, mielőtt a Föld légkörébe ütközne