Запрограммировано взаимодействие между квантовыми магнитами

06.12.2021

Команда немецких физиков из Центра квантовой динамики Гейдельбергского университета изменили взаимодействие между микроскопическими квантовыми магнитами - спинами. В исследовании магниты впервые сохраняли свою первоначальную ориентацию в течение длительного периода в изолированных квантовых системах.

Ученые использовали газ из атомов, который был охлажден до температуры, близкой к абсолютному нулю. С помощью лазера атомы были раскалены и отделяли электроны на макроскопические расстояния от атомного ядра. Эти "атомные гиганты", известные как атомы Ридберга, взаимодействуют друг с другом на расстояниях почти в миллиметр.

Исследование состояло в том, чтобы управлять динамикой квантовых магнитов, применяя методы из области ядерного магнитного резонанса. В своих экспериментах исследователи применили специально разработанные периодические микроволновые импульсы для изменения спинов атомов с целью контроля взаимодействия между ними.

Микроволновые импульсы реагируют на ридберговские атомы в миллиардные доли секунды. Одновременно атомы сверхчувствительны к любым внешним воздействиям, какими бы микроскопическими они ни были. В своих экспериментах ученым удалось сохранить макроскопическую намагниченность.

Силы между частицами, атомами, молекулами или даже макроскопическими объектами, такими как магниты, определяются взаимодействиями природы. Например, два близко расположенных стержневых магнита перестраиваются под действием магнитных сил.

Эти исследования важны для лучшего понимания основных процессов в сложных квантовых системах.

<< Назад: Наномеханический датчик микрочипов с керамическим покрытием 07.12.2021

>> Вперед: Мозг способен блокировать сохранение некоторых воспоминаний 06.12.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Особенности почек помогают легче переносить высоту 18.01.2025

Высокогорные регионы всегда привлекали внимание исследователей, изучающих, как человек адаптируется к жизни в условиях разреженного воздуха. Недавнее исследование группы ученых из Университета Маунт-Ройал в Канаде, возглавляемое доктором Тревором Деем, проливает свет на важную роль почек в акклиматизации к большим высотам. Работы канадских ученых объясняют, почему представители народности шерпа, которые веками живут в высокогорных районах Тибета, значительно лучше переносят высокогорье. В своем исследовании ученые наблюдали за дыханием и составом крови участников во время их подъема на высоту 4300 метров в Гималаях, в Непале. Эксперимент проводился с участием двух групп: одна состояла из жителей низменностей, не привыкших к горной среде, а другая - из шерпов, чей организм приспособлен к жизни на большой высоте. Основное различие между этими группами было в том, как их организмы реагировали на дефицит кислорода в воздухе. У шерпов наблюдалась более быстрая и масштабная адаптация к ...>>

Производство электричества с помощью термоядерного синтеза 18.01.2025

Американская компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) нацелена на создание первой в мире термоядерной электростанции, способной подключаться к электрической сети. Этот амбициозный проект, известный как ARC (Affordable, Robust, Compact), будет построен вблизи города Ричмонд, штат Вирджиния. В соответствии с планами, новая электростанция сможет производить до 400 мегаватт чистой энергии, что вполне хватит для обеспечения электричеством 150 тысяч домохозяйств. Прогнозируется, что станция начнет работу в 2030-х годах. Принцип работы термоядерной электростанции основан на процессе термоядерного синтеза, который происходит в ядре звезд. В отличие от традиционной атомной энергетики, где используется деление ядер атомов с образованием радиоактивных отходов, термоядерный синтез создает в качестве побочного продукта безопасный гелий. Для того чтобы удерживать плазму с температурой свыше 100 миллионов градусов Цельсия, установка будет использовать мощные магнитные поля. Тем не менее, н ...>>

Экологическая защита для овощей и фруктов 17.01.2025

Исследователи из женского колледжа Шри Нараяна в Колламе, Керала, Индия, разработали инновационный способ продления свежести фруктов и овощей. Группа под руководством Пурнимы Виджаян предложила использовать съедобное покрытие, созданное на основе целлюлозных нановолокон (CNF), полученных из луковой шелухи. Этот подход не только продлевает срок хранения продуктов, но и способствует их безопасности благодаря включению нанокуркумина, известного своими антимикробными свойствами. Основным компонентом покрытия являются CNF, полученные из переработанных отходов лука. Эти нановолокна соединяются с синтетическим биополимером, который улучшает структуру покрытия, устраняя проблемы с водостойкостью и термической стабильностью, ранее свойственные материалам на основе CNF. Кроме того, добавление нанокуркумина усиливает антимикробные свойства покрытия, делая его особенно эффективным для предотвращения порчи. Для проверки эффективности этой разработки ученые провели эксперимент с апельсинами. П ...>>

Смарт-часы Garmin Instinct 3 17.01.2025

Компания Garmin представила свои новые смарт-часы Instinct 3, которые являются последним поколением популярных часов для активного отдыха. Модель сочетает в себе высокую технологичность, улучшенную автономность и стильный дизайн, что делает ее идеальным выбором для людей, ведущих активный образ жизни. Garmin Instinct 3 предлагает улучшенные функции и отличную автономность, делая эти смарт-часы идеальными для любителей активного отдыха и экстремальных видов спорта. Это устройство сочетает в себе высокую прочность, функциональность и стиль, что делает его ценным аксессуаром для всех, кто хочет контролировать свое здоровье и оставаться на связи в любых условиях. Одной из главных особенностей Instinct 3 является наличие AMOLED-дисплея (или солнечного дисплея), который значительно улучшает визуальное восприятие и удобство использования устройства. Также новая версия получила металлическую рамку и встроенный фонарик, что добавляет дополнительную функциональность и делает часы более уни ...>>

Носить младенца удобнее слева 16.01.2025

Материнский инстинкт - удивительное явление, которое на протяжении тысячелетий помогает мамам заботиться о младенцах. Несмотря на развитие технологий и изменения образа жизни, многие аспекты ухода за детьми остаются неизменными. Одним из таких интуитивных действий является привычка держать ребенка на левой стороне тела. Как выяснили ученые, эта привычка связана не с доминирующей рукой, как предполагалось ранее, а с более глубокой биологической и эмоциональной причиной. Ношение ребенка на левой стороне обеспечивает ему большую безопасность и помогает установить тесную эмоциональную связь между матерью и младенцем. Правая половина мозга, управляющая левой стороной тела, отвечает за обработку эмоций и социальные сигналы. Когда ребенок находится с левой стороны, правое полушарие матери активнее реагирует на его мимику, плач и другие сигналы. Это позволяет маме быстрее распознавать и понимать эмоциональные состояния малыша, такие как страх, дискомфорт или радость. Такая связь особенно ...>>

Случайная новость из Архива Алмазные нанонити эффективнее Li-Ion батарей 12.04.2021 Ученые из Технологического университета Квинсленда (Австралия) спроектировали новый накопитель энергии, в основе которого лежит пружина. Только в данном случае она изготовлена из чрезвычайно перспективного инновационного материала - алмазных нанонитей. Пока что есть лишь небольшие экспериментальные образцы этого материала, но в ближайшем будущем, когда производство нитей станет дешевым и доступным, они превратятся в основу для множества новых технологий. Нанонить представляет собой одномерную структуру в виде цепочки атомов углерода, которая достаточно гибка, чтобы скручивать ее произвольным образом, но при этом и достаточно прочна, чтобы выдерживать подобные деформации. Если взять несколько нанонитей и связать их в пучок, его можно закрутить и получить крохотную пружину. При сжатии она будет накапливать энергию, при раскручивании высвобождать ее - это старый добрый принцип, на основе которого работает множество заводных механизмов. Моделирование показало, что гипотетический накопитель из такого материала обладает емкостью 1,76 МДж/кг энергии. Это на 4-5 порядков больше, чем у стальных пружин, и втрое выше, чем у литий-ионных батарей. Дополнительный бонус - механические системы в разы стабильнее химических аналогов, в них исключен риск возгорания и детонации. Также подобный накопитель не содержит токсичных веществ, а его утилизация не представляет проблем. Область применения подобных батарей чрезвычайно широка - от космоса до микроимплантантов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025