פיזיקאים מאוניברסיטת רייס השתמשו באטומים קרים במיוחד ובערוץ אור חד מימדי כדי
אלקטרונים הם פרמיונים, אנטי-חברתייםחלקיקים קוונטיים שמסרבים לחלוק מקום זה עם זה, מסבירים מחברי המחקר. על פי עקרון ההדרה של פאולי, שני פרמיונים זהים או יותר אינם יכולים להיות בו-זמנית באותו מצב קוונטי במערכת קוונטית.
הפרדת ספינים ומטענים היא ביטויסלידה הדדית כזו בחלל חד מימדי. הפיזיקאים Shinichiro Tomonaga וחואקין Luttinger פיתחו מודל תיאורטי של התנהגות אלקטרונים 1D, המכונה נוזל Luttinger, לפני כ-60 שנה, אך עד כה זה היה כמעט בלתי אפשרי למדוד את ההשפעה כמותית.
דגם הניסוי עם יצירת גל ספין(בדומה לגל מטען). קרן לייזר (משמאל למעלה) יוצרת גלים קולקטיביים בחוט שמעבירים ספין או מטען. הספין צריך להצביע למעלה (כחול) או למטה (אדום) והאטומים עם הספין הנגדי מסדרים את עצמם באופן טבעי בתבנית מתחלפת (השורה העליונה). הגל מעביר את הספין, ומשנה ברציפות ערכים שכנים. איור: סטודיו אלה מארו, ר' חולת, אוניברסיטת רייס
סימולטורים קוונטיים משתמשים בקוונטיםתכונות של עצמים אמיתיים, כגון אטומים, יונים או מולקולות, לפתרון בעיות שקשה או בלתי אפשרי לפתור אותן במחשבים רגילים. בסימולטור מטען הספין של אוניברסיטת רייס, אטומי ליתיום קרים במיוחד מחליפים אלקטרונים, ותעלת האור היא חוט חד-ממדי.
כאשר אלקטרון אחד מתנגש בשני, הואמעביר אנרגיה שמביאה את האחרון למצב אנרגיה גבוה יותר. בחומר תלת-ממדי, אלקטרון נרגש נסחף, מתנגש במשהו, מאבד קצת אנרגיה, טס לכיוון חדש כדי להתנגש במשהו אחר וכן הלאה, מסבירים המדענים.
במרחב החד ממדי של החוט, התנועה תהיהקולקטיב: כאשר אתה "לוחץ" על אלקטרון אחד, הוא מעביר לחץ לאחר, וכן הלאה. טומונאגה ולוטינגר חזו שגלי עירור ספין ינועו לאט יותר מגלי מטען. נתונים ניסויים אישרו תיאוריה זו, כאשר מהירויות התפשטות הגלים תואמות בדיוק את התחזיות של חישובים מודרניים עבור נוזל לוטינגר.
חוקרים צפו בהפרדה בין ספין למטעןבחומרים במצב מוצק, אבל הם לא ראו את זה בצורה ברורה או ניתנת לכימות. הניסוי שלנו הוא אכן הראשון שבו מתקבלות מדידות כמותיות שניתן להשוות עם תיאוריה כמעט מדויקת.
רנדי היולט, פיזיקאי מאוניברסיטת רייס ומחבר שותף במחקר
מחברי העבודה מציינים שהתוצאות לאלא רק תיאורטי אלא גם מעשי. ההפחתה המתמדת בנפח המיקרו-מעגלים מובילה ליצירת חוטים קרובים לחלל חד-ממדי, מה שאומר שהשפעות קוונטיות יתחילו להשפיע על פעולתם של מכשירים כאלה. בנוסף, המחקר יסייע בפיתוח טכנולוגיה למחשבים קוונטיים טופולוגיים אשר יקודדו מידע בקיוביטים נטולי דה-קוהרנטיות.
קרא עודYou
היפנים השליכו טורבינה ענקית לים כדי לקבל אנרגיה אינסופית מהזרם.
אסטרונומים מיפן מצאו מבנה לא ידוע בגלקסיה
חוקרים צילמו מערכת אקולוגית 'נסתרת' בנהר אנטארקטי