Физичари са Универзитета Рајс користили су ултрахладне атоме и једнодимензионални светлосни канал за
Електрони су фермиони, асоцијалниквантне честице које одбијају да деле простор једна са другом, објашњавају аутори студије. Према Паулијевом принципу искључења, два или више идентичних фермиона не могу истовремено бити у истом квантном стању у квантном систему.
Раздвајање спинова и набоја је манифестацијатаква међусобна одбојност у једнодимензионалном простору. Физичари Шиничиро Томонага и Хоакин Лутингер развили су теоријски модел понашања 1Д електрона, познат као Лутингерова течност, пре око 60 година, али до сада је било скоро немогуће квантитативно измерити ефекат.
Модел експеримента са стварањем спин таласа(слично за талас наелектрисања). Ласерски зрак (горе лево) ствара колективне таласе у жици који преносе или окретање или пуњење. Спин би требало да буде усмерен нагоре (плаво) или надоле (црвено), а атоми са супротним спином се природно распоређују у наизменичну шему (горњи ред). Талас преноси спин, сукцесивно мењајући суседне вредности. Илустрација: Студио Елла Мару, Р. Хулет, Универзитет Рајс
Квантни симулатори користе квантнесвојства стварних објеката, као што су атоми, јони или молекули, за решавање проблема које је тешко или немогуће решити конвенционалним рачунарима. У симулатору спин набоја Универзитета Рајс, ултрахладни атоми литијума замењују електроне, а светлосни канал је једнодимензионална жица.
Када се један електрон судари са другим, онпреноси енергију која ову другу доводи у више енергетско стање. У 3Д материјалу, узбуђени електрон се однесе, судари се са нечим, изгуби нешто енергије, лети у новом правцу да би се сударио са нечим другим, и тако даље, објашњавају научници.
У једнодимензионалном простору жице кретање ће битиколективно: када "притиснете" на један електрон, он преноси притисак на следећи, итд. Томонага и Лутингер су предвидели да ће таласи спинске ексцитације путовати спорије од таласа наелектрисања. Експериментални подаци су потврдили ову теорију, при чему се брзине ширења таласа тачно поклапају са предвиђањима савремених прорачуна за Лутингерову течност.
Истраживачи су приметили раздвајање спина и наелектрисањау материјалима у чврстом стању, али то нису видели у јасном или квантитативном облику. Наш експеримент је заиста први у коме се добијају квантитативна мерења која се могу упоредити са скоро тачном теоријом.
Ранди Хевлетт, физичар Универзитета Рице и коаутор студије
Аутори рада напомињу да резултати нисуне само теоријски него и практични. Стално смањење запремине микрокола доводи до стварања жица близу једнодимензионалног простора, што значи да ће квантни ефекти почети да утичу на рад таквих уређаја. Поред тога, истраживање ће помоћи у развоју технологије за тополошке квантне рачунаре који ће кодирати информације у кубитима без декохеренције.
Опширније:
Јапанци су бацили џиновску турбину у океан да би добили бескрајну енергију из струје.
Астрономи из Јапана пронашли су непознату структуру у галаксији
Истраживачи су снимили "скривени" екосистем у реци на Антарктику