Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Na Wiedeńskim Uniwersytecie Technicznym powstała połączona para atomów-bliźniaków. Dotychczas tego typu pary składały się tylko z fotonów.

Pomiędzy splątanymi fotonami, które naukowcy nauczyli się tworzyć już jakiś czas temu, można teleportować stany kwantowe czy przenosić informacje. W przyszłości, dzięki osiągnięciom austriackich uczonych, podobne manipulacje mogą być przeprowadzane również na atomach.

Naukowcy z Wiednia użyli kondensatu Bosego-Einsteina do utworzenia skorelowanych par atomów. To nie znaczy jeszcze, że manipulując jedną cząstką możemy w tym czasie zmieniać drugą tak, jakby były one powiązane niewidzialnym łączem. Ale mimo to musimy traktować obie cząstki jak pojedynczy system kwantowy, a to otwiera drogę do przeprowadzenia nowych fascynujących eksperymentów - mówi profesor Jörg Schmiedmayer.

Do uzyskania pary atomów konieczne było najpierw stworzenie kondensatu Bosego-Einsteina. Wchodzące w jego skład atomy znajdują się na najniższym możliwym poziomie energetycznym. Kluczem do sukcesu są nasze układy scalone - zdradza Thorsten Schumm. Dzięki ich odpowiedniej architekturze możliwe stało się niezwykle precyzyjne manipulowanie atomami. Układy są tak czułe, że pozwalają na dostarczenie jednego kwantu energii do wybranego atomu w kondensacie. Gdy taki atom powraca do najniższego stanu energetycznego, kondensat musi pozbyć się nadmiarowej energii. Odpowiednia architektura układu scalonego powoduje, że kondensat Bosego-Einsteina może pozbyć się energii tylko w jeden sposób - emitując parę atomów. Inne metody są zabronione przez prawa mechaniki kwantowej - wyjaśnia Rober Bücker.

Zgodnie z prawem zachowania pędu, oba wspomniane atomy poruszają się w przeciwnych kierunkach. To odpowiada procesowi zachodzącemu w specjalnych kryształach, w których tworzy się splątane fotony. Tym razem jednak podobne zjawisko udało się wytworzyć na znacznie bardziej masywnych atomach.

Atomy te są swoimi kwantowymi mechanicznymi kopiami. Tworzą jeden kwantowy obiekt. Żadnego z tych atomów nie można opisać z osobna, muszą być opisywane wspólnie.

Austriaccy naukowcy nie wiedzą jeszcze, w jaki sposób wykorzystają swoje osiągnięcie, nie mają pojęcia, jakie eksperymenty przeprowadzą. Wiedzą jednak, że stworzenie połączonych atomów pozwoli na zaprojektowanie nowych sposobów pomiarów i wykonanie wielu nowych doświadczeń.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Kondensat Bosego-Einsteina - upraszczajac - jest zespolem atomow znajdujacych sie w tym samym stanie energetycznym. Niekoniecznie najnizszym, jak podano w artykule. Powszechnie kojarzony ;) jest z najnizszym stanem energetycznym, gdyz ten wlasnie najlatwiej jest osiagnac.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Żadnego z tych atomów nie można opisać z osobna, muszą być opisywane wspólnie.

To niezupełnie tak - zapominając o drugim obiekcie z takiej pary, mamy po prostu zwykły pojedynczy foton/atom, który możemy opisywać jak każdy inny taki obiekt o nieznanym m.in. spinie.

Sęk w splątaniu jest w tym że nie znając kierunku spinu żadnego z tych obiektów, dzięki temu że wykreowane zostały razem, z zachowania momentu pędu dostajemy dodatkową informację: po prostu muszą one mieć przeciwny spin. Czyli poznając spin jednego, natychmiast poznajemy spin drugiego. I tyle.

Fizycznie nie ma możliwości żeby tego użyć do rzeczywistego przesyłania informacji między nimi - z prędkością większą niż światła. Przesłanie informacji następuje tylko wewnątrz teorii reprezentującej naszą wiedzę (mechanice kwantowej).

 

Dużo bardziej niż na splątanie atomów czekam na splątanie innych obiektów ... kropelek na wibrującej powierzchni ;)

Dzięki tworzeniu periodycznie fal dookoła, dostają one też falową naturę - grupa zajmująca się nimi pokazała niedawno dla nich interferencję, tunelowanie, kwantyzację orbit ( http://www.racjonalista.pl/forum.php/s,404014 ) - brakuje właśnie splątania i odpowiednika EPR z łamaniem nierówności Bella ... tylko jak dodać im odpowiednik spinu???

 

ps. Przypadkiem byłem dwa tygodnie temu w gościach w innym instytucie atomowym tego uniwersytetu (Atominstitut) - jest to jedno z niewielu miejsc w którym nie patrzy się ortodoksyjnie na mechanikę kwantową, więc i próbuje zrozumieć konfiguracje pól budujących cząstki ...

 

tracek, powinno być raczej 'jednym z najniższych', bo Twoja definicja też nie oddaje sytuacji :P

Share this post


Link to post
Share on other sites

Austriacy podkreślali w tej informacji, że atomy nie są splątane. Ale jednocześnie bardzo optymistycznie na to patrzą, co sugeruje, że może uda się je splątać. Pożywiom, uwidim jak mawiali starożytni Indianie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Pewnie do pełnego splątania chcieliby też np. splątania spinów ich jąder, podczas gdy mają pewnie tylko warunek sumy momentów pędu dla po jednym elektronie z każdego atomu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wynikiem współpracy uczonych z Purdue University, University of New South Wales i University of Melbourne jest najmniejszy tranzystor na świecie. Urządzenie zbudowane jest z pojedynczego atomu fosforu. Tranzystor nie tyle udoskonali współczesną technologię, co pozwoli na zbudowanie zupełnie nowych urządzeń.
      To piękny przykład kontrolowania materii w skali atomowej i zbudowania dzięki temu urządzenia. Pięćdziesiąt lat temu gdy powstał pierwszy tranzystor nikt nie mógł przewidzieć, jaką rolę odegrają komputery. Teraz przeszliśmy do skali atomowej i rozwijamy nowy paradygmat, który pozwoli na zaprzęgnięcie praw mechaniki kwantowej do dokonania podobnego jak wówczas technologicznego przełomu - mówi Michelle Simmons z University of New South Wales, która kierowała pracami zespołu badawczego.
      Niedawno ta sama grupa uczonych połączyła atomy fosforu i krzem w taki sposób, że powstał nanokabel o szerokości zaledwie czterech atomów, który przewodził prąd równie dobrze, jak miedź.
      Gerhard Klimeck, który stał na czele grupy uczonych z Purdue prowadzących symulacje działania nowego tranzystora stwierdził, że jest to najmniejszy podzespół elektroniczny. Według mnie osiągnęliśmy granice działania Prawa Moore’a. Podzespołu nie można już zmniejszyć - powiedział.
      Prawo Moore’a stwierdza, że liczba tranzystorów w procesorze zwiększa się dwukrotnie w ciągu 18 miesięcy. Najnowsze układy Intela wykorzystują 2,3 miliarda tranzystorów, które znajdują się w odległości 32 nanometrów od siebie. Atom fosforu ma średnicę 0,1 nanometra. Minie jeszcze wiele lat zanim powstaną procesory budowane w takiej skali. Tym bardziej, że tranzystor zbudowany z pojedynczego atomu ma bardzo poważną wadę - działa tylko w temperaturze -196 stopni Celsjusza. Atom znajduje się w studni czy też kanale. Żeby działał jak tranzystor konieczne jest, by elektrony pozostały w tym kanale. Wraz ze wzrostem temperatury elektrony stają się bardziej ruchliwe i wychodzą poza kanał - wyjaśnia Klimeck. Jeśli ktoś opracuje technikę pozwalającą na utrzymanie elektronów w wyznaczonym obszarze, będzie można zbudować komputer działający w temperaturze pokojowej. To podstawowy warunek praktycznego wykorzystania tej technologii - dodaje.
      Pojedyncze atomy działające jak tranzystory uzyskiwano już wcześniej, jednak teraz po raz pierwszy udało się ściśle kontrolować ich budowę w skali atomowej. Unikatową rzeczą, jaką osiągnęliśmy, jest precyzyjne umieszczenie pojedynczego atomu tam, gdzie chcieliśmy - powiedział Martin Fuechsle z University of New South Wales.
      Niektórzy naukowcy przypuszczają, że jeśli uda się kontrolować elektrony w kanale, to będzie można w ten sposób kontrolować kubity, zatem powstanie komputer kwantowy.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy od dłuższego już czasu korzystają z optycznych „pęset", które pozwalają im na poruszanie niewielkich cząstek. Ostatnio informowaliśmy, że wykorzystaniem tego typu technologii zainteresowana jest też NASA, gdyż chce za jej pomocą zbierać próbki w kosmosie.
      Tymczasem naukowcy z Narodowego Instytutu Standardów i Technologii przypadkiem zaobserwowali działanie elektronowej „pęsety". Jest ona znacznie doskonalsza od jej wersji optycznej i pozwala na manipulowanie znacznie mniejszymi obiektami.
      Metalurg Vladimir Oleshko mówi, że teoretyczne podstawy do manipulowania niewielkimi obiektami za pomocą elektronów są takie same, jak te wykorzystywane do manipulowania nimi za pomocą fotonów. Dotychczas jednak nikomu nie udało się zaobserwować elektronowej „pęsety", gdyż praca z elektronami jest znacznie trudniejsza niż z fotonami.
      Oleshko i James Howe z University of Virginia badali pod mikroskopem elektronowym fazę przejściową stopu aluminiowo-krzemowego. Chcieli dowiedzieć się, jak przechodzi on z fazy płynnej do krystalicznej. Szczegółowe poznanie tego mechanizmu pozwoli na tworzenie doskonalszych stopów.
      Naukowcy obserwowali niewielką cząsteczkę szerokości kilkuset mikrometrów, która stanowiła część większej próbki znajdującej się w komorze próżniowej. Była ona poddawana działaniu strumienia elektronów w celu wytworzenia plazmonów powierzchniowych, które miały zdradzić naukowcom, co dzieje się na pograniczu pomiędzy fazą ciekłą a stałą.
      Efekt elektronowej ‚pęsety' był niespodzianką, ponieważ celem eksperymentu było badania topnienia i krystalizacji. Możemy łatwo stworzyć taką sferę wewnątrz płynnej skorupki. Obraz jaki uzyskujemy dowodzi, że jest ona już skrystalizowana. Jednak gdy przesunęliśmy strumień elektronów, skrystalizowana cząstka podążała za nim, jakby była przyklejona - mówi Oleshko.
      Naukowiec informuje, że elektronowa pęseta - pomimo tego, iż jest użyteczna tylko w próżni - może być niezwykle precyzyjna. Jest o trzy rzędy wielkości mniejsza od pęsety fotonowej. Pozwala zatem na bardzo precyzyjne manipulowanie pojedynczymi atomami.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Intel prawdopodobnie pracuje nad ośmiordzeniowym procesorem Atom dla serwerów. Energooszczędne układy cieszą się coraz większym zainteresowaniem ze strony producentów takich maszyn. HP właśnie ogłosił, że będzie oferował swoim klientom serwery z procesorami ARM.
      Intel nie chce pozostać w tyle i, jak twierdzi serwis SemiAccurate, w 2013 roku zaprezentuje ośmiordzeniowego Atoma. Procesor ma bazować na 22-nanometrowym rdzeniu Silvermont wykorzystującym trójbramkowe tranzystory. Prawdopodobnie będzie taktowany częstotliwością wyższą o 20-25 procent od taktowania obecnie dostępnych Atomów.
      Sam Intel nie wspominał o ośmiordzeniowym Atomie. Firma zapowiada jedynie, że w 2013 roku zadebiutuje Atom Silvermont dla notebooków.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Intel chce skuteczniej konkurować z układami ARM, które podbijają rynek urządzeń mobilnych. Dlatego też firma ogłosiła nowe plany dotyczące procesora Atom.
      Stwierdziliśmy, że nasze dotychczasowe plany są nieodpowiednie i postanowiliśmy je zmienić - stwierdził Paul Otellini, podczas ostatniego spotkania z analitykami.
      Obecnie układy Atom wykonane są w 45-nanometrowym procesie technologicznym. Zgodnie z nowymi planami już w przyszłym roku na rynek ma trafić 32-nanometrowy układ z rdzeniem Medfield. W roku 2013 klienci będą mogli korzystać z 22-nanometrowego Silvermonta, a w roku 2014 ma się ukazać rdzeń Airmont, wykonany w technologii 14 nm.
      Otellini zapowiedział też skupienie się na poborze mocy układów dla notebooków. Obecnie TDP przeciętnego energooszczędnego procesora dla takich urządzeń wynosi 40 watów. Od 22-nanometrowego procesu technologicznego Intel rozpocznie prace nad obniżeniem w ciągu najbliższych lat średniego TDP do poziomu 15 watów.
      Przedstawiciele Intela pochwalili się, że już w chwili obecnej zaprojektowano 2000 różnych urządzeń wykorzystujących procesory Atom. Aż 21% z nich to urządzenia, które wcześniej korzystały z innych procesorów, w większości ich producenci porzucili ARM na rzecz Atoma.
      Po utracie tak ważnego partnera, jakim była Nokia, wraz z którą Intel rozwijał system MeeGo, półprzewodnikowy gigant musi podjąć dodatkowe wysiłki na rzecz poprawienia swojej pozycji na rynku urządzeń mobilnych.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Uczonym po raz pierwszy udało się udowodnić, że atomy mogą być przemieszczane w promieniu lasera i mają wówczas takie same właściwości, jak światło w światłowodach. Osiągnięcie specjalistów z Australia National University będzie miało znacznie przy budowie urządzeń kwantowych, wymagających do pracy użycia sterowalnych fal materii. Takimi urządzeniami będą np. atomowe interferometry, wykorzystywane do pomiaru pola grawitacyjnego Ziemi.
      Światłowód może przewodzić wiele modów światła, które nakładają się na siebie, tworząc charakterystyczny wzorzec. Udowodniliśmy, że gdy atomy w komorze próżniowej są przemieszczane w promieniu lasera, również i one tworzą wzorce - mówi profesor Ken Baldwin.
      Jego zespół uwięził chmurę zimnych atomów helu, a następnie poddał je działaniu promienia lasera, który biegł aż do urządzenia obrazującego. Następnie stopniowo zmniejszano intensywność światła, aż do pojawienia się wzorca.
      Potem ochłodziliśmy atomy tak, że zaczęły zachowywać się bardziej jak fala niż jak cząsteczka i utworzyły kondensat Bosego-Einsteina. Gdy kondensat został wprowadzony do światła lasera, wzorzec zanikł, co dowodzi, że przetransportowaliśmy jeden tryb - pojedynczą falę kwantową - mówi doktor Andrew Truscott.
      Uczeni dowiedli, że mierząc czas, w jakim atomy przybywają do systemu obrazowania są w stanie odróżnić tryb wielomodowy (powstawania wzorca) od jednomodowego. Pomiary promienia wielomodowego pokazały, że atomy przybywają w grupach, jako wynik interferencji. Jednak jako, że kondensat Bosego-Einsteina zawiera tylko jeden tryb kwantowy, bez żadnej interferencji, gdy go przemieściliśmy również jej nie zaobserwowaliśmy - dodaje Truscott.
      Dowiedliśmy zatem, że atomy mogą być przemieszczane w promieniu światła i mogą mieć wówczas takie same właściwości jak światło poruszające się w światłowodzie - mówi doktor Mattias Johnsson, twórca modelu teoretycznego do opisanych badań.
×
×
  • Create New...