Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Falowa funkcja elektronu zrekonstruowana w laboratorium. Pozwoli udoskonalić elektronikę

Recommended Posts

Po raz pierwszy udało się zrekonstruować w laboratorium falową naturę elektronu, jego funkcję falową Blocha. Dokonali tego naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara (UCSB), a ich praca może znaleźć zastosowanie w projektowaniu kolejnych generacji urządzeń elektronicznych i optoelektronicznych.

Elektrony zachowują się jednocześnie jak cząstki oraz jak fala. Ich falowa natura opisywane jest przez naukowców za pomocą obiektów matematycznych zwanych funkcjami falowymi. Funkcje te zawierają zarówno składowe rzeczywiste, jak i urojone. Z tego też powodu funkcji falowej Blocha elektronu nie można bezpośrednio zmierzyć. Można jednak obserwować powiązane z nią właściwości. Fizycy od dawna próbują zrozumieć, w jaki sposób falowa natura elektronów poruszających się przez sieć krystaliczną atomów, nadaje tej sieci właściwości elektroniczne i optyczne. Zrozumienie tego zjawiska pozwoli nam projektowanie urządzeń lepiej wykorzystujących falową naturę elektronu.

Naukowcy z Santa Barbara wykorzystali silny laser na swobodnych elektronach, który posłuży im do uzyskanie oscylującego pola elektrycznego w półprzewodniku, arsenu galu. Jednocześnie za pomocą lasera podczerwonego o niskiej częstotliwości wzbudzali jego elektrony. Wzbudzone elektrony pozostawiały po sobie „dziury” o ładunku dodatnim. Jak wyjaśnia Mark Sherwin, w arsenku galu dziury te występują w dwóch odmianach – lekkiej i ciężkiej – i zachowują się jak cząstki o różnych masach.

Para elektron-dziura tworzy kwazicząstkę zwaną ekscytonem. Fizycy z UCSB odkryli, że jeśli utworzy się elektrony i dziury w odpowiednim momencie oscylacji pola elektrycznego, to oba elementy składowe ekscytonów najpierw oddalają się od siebie, następnie zwalniają, zatrzymują się, zaczynają przyspieszać w swoim kierunku, dochodzi do ich zderzenia i rekombinacji. W czasie rekombinacji emitują impuls światła – zwany wstęgą boczną – o charakterystycznej energii. Emisja ta zawiera informacje o funkcji falowej elektronów, w tym o ich fazach.

Jako, że światło i ciężkie dziury przyspieszają w różnym tempie w polu elektrycznym ich funkcje falowe Blocha mają różne fazy przed rekombinacją z elektronami. Dzięki tej różnicy fazy dochodzi do interferencji ich funkcji falowych i emisji, którą można mierzyć. Interferencja ta determinuje też polaryzację wstęgi bocznej. Może ona być kołowa lub eliptyczna.

Autorzy eksperymentu zapewniają, że sam prosty stosunek pomiędzy interferencją a polaryzacją, który można zmierzyć, jest wystarczającym warunkiem łączącym teorię mechaniki kwantowej ze zjawiskami zachodzącymi w rzeczywistości. Ten jeden parametr w pełni opisuje funkcję falową Blocha dziury uzyskanej w arsenku galu. Uzyskujemy tę wartość mierząc polaryzację wstęgi bocznej, a następnie rekonstruując funkcję falową, która może się różnić w zależności od kąta propagacji dziury w krysztale, dodaje Seamus O'Hara.

Do czego takie badania mogą się przydać? Dotychczas naukowcy musieli polegać na teoriach zawierających wiele słabo poznanych elementów. Skoro teraz możemy dokładnie zrekonstruować funkcję falową Blocha dla różnych materiałów, możemy to wykorzystać przy projektowaniu i budowie laserów, czujników i niektórych elementów komputerów kwantowych, wyjaśniają naukowcy.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
18 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Funkcje te zawierają zarówno składowe rzeczywiste, jak i wyobrażone.

To jest cały absurd. Elektron jest rzeczywisty, a parametry go opisujące są urojone/wyobrażone. Jak wiemy takie podejście nie przynosi dobrych efektów :P  

Jest sobie cała ta teoryjka oparta o twierdzenie Blocha: 

https://zasoby1.open.agh.edu.pl/dydaktyka/fizyka/c_teoria_pasmowa/2.html 

No i po co komu to sado-macho, skoro można łatwiej i dokładniej elektron opisywać:

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.100.073003

PS. Link do publikacji to gdzie ?

Edited by l_smolinski

Share this post


Link to post
Share on other sites
Godzinę temu, l_smolinski napisał:

To jest cały absurd. Elektron jest rzeczywisty, a parametry go opisujące są urojone/wyobrażone

Po polsku część "nie-rzeczywistą" liczby zespolonej nazywamy urojoną: https://pl.wikipedia.org/wiki/Liczby_zespolone  (to jest błąd tłumaczenia, że napisano "wyobrażone").

A absurdu IMHO trudno się tutaj dopatrywać, po prostu wygodniej wykonywać rachunki dot. mechaniki kwantowej (i zdaje się czasem w niektórych innych zagadnieniach zw. z falami, nie jestem pewien, czy dobrze pamiętam) za pomocą liczb zespolonych, więc się tak robi:)

Share this post


Link to post
Share on other sites
28 minut temu, darekp napisał:

(i zdaje się czasem w niektórych innych zagadnieniach zw. z falami, nie jestem pewien, czy dobrze pamiętam) za pomocą liczb zespolonych, więc się tak robi:)

Kobiecy mocz wstrzykiwano niektórym zwierzętom, mieszano go z winem, sprawdzano zabarwienie pochwy – to przykłady, jak niegdyś kobiety upewniały się, czy są w ciąży.

No, ale dzisiaj można już łatwiej i efektywniej ... a tutaj cały czas kot w pudle i liczby zespolone. 

Edited by l_smolinski

Share this post


Link to post
Share on other sites
52 minuty temu, darekp napisał:

po prostu wygodniej wykonywać rachunki dot. mechaniki kwantowej

Elektrycy też lubią  i też w związku z częstotliwością ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Moim zdaniem powinni za to co odkryli dostać urojoną (sic!) nagrodę Nobla. Kolejne odkrycia udowadniają, że wszelkie miary w naszym wszechświecie są płaszczyznami (liczbami zespolonymi), a nie wartościami na osi rzeczywistej. Tak naprawdę wszystko jest falą, cała materia i energia są w przestrzeni, którą powinno się mierzyć liczbami zespolonymi. Ale jest jeden problem. Nie potrafimy mierzyć inaczej niż przybliżeniami liczb rzeczywistych. Wszelkie wzory fizyczne, których przewidywania nie pasują do mierzonych wartości są błędne ponieważ nie zawierają części urojonych. Matematyka jest dlatego piękna bo pokazała daleko przed fizykami, że fizyka i matematyka są jednością. Praktycznie wszystkie odkrycia teoretyczne okazują się występować w rzeczywistości jaką można zbadać kilkadziesiąt lat później. Niedługo uda się odkryć, że wszystko co rejestrują nasze oczy, to tylko składowa rzeczywista bardziej skomplikowanych zjawisk. Fotony są rejestrowane przez nasze oczy i instrumenty ponieważ rejestrowana jest tylko ich część rzeczywista. Część znajdująca się w przestrzeni mierzonej składowymi urojonymi jest dla nas właśnie niewidoczna i to jest właśnie ta ciemna energia i ciemna materia. My i to co widzimy jesteśmy tylko odpryskiem mierzalnym miarami rzeczywistymi. Ale to tylko mały fragment przestrzeni. Większość, jakieś 95% leży w przestrzeni, której nie potrafimy zmierzyć, ale potrafimy obliczyć. O ile ktoś wykombinuje brakujące urojone części wzorów fizycznych. Możliwe, że właśnie po odkryciu, że cała przestrzeń, cały wszechświat jest zespolony, okiełznamy energię termojądrową przenosząc syntezę do urojonej części przestrzeni, która nie będzie generowała kwantów ciepła, a tylko elektrony lub inne cząstki, które będziemy w stanie wykorzystać jako nośniki energii. Możliwe, że w ogóle nie będzie w ogóle sensu mówić o syntezie termojądrowej bo dzięki rozumieniu energii i materii znajdziemy dużo lepsze sposoby uzyskiwania energii użytecznej dla naszych celów. Tak samo nie będzie żadnego paradoksu korpuskularno-falowego. Po zrozumieniu czym jest energia i materia zrozumiemy też czym jest czas i wszelkie paradoksy (w tym dziadka) przestaną mieć jakikolwiek sens. Tak naprawdę dopiero za kilka lat zacznie się 21 wiek. I będzie nim odkrycie, że materia ma tyle wymiarów zespolonych ile potrzeba do jej skutecznego opisania. Jeżeli ktoś będzie chciał się matematycznie masochizować lub dalej drążyć we własnościach wszechświata, to zacznie opisywać zjawiska w kwaternionach oraz oktawach Caleya. To nie są tylko  konstrukty matematyczne. Po prostu matematyka, fraktale, funkcje falowe są takim samym wytworem naszego wszechświata jak obserwowalna fizyka. Również dzięki temu powstało na Ziemi życie. Wszystko to świetnie do siebie pasuje. Teraz rozumiecie dlaczego nie widzimy innych cywilizacji? Bo jeszcze nie dorośliśmy do rozumienia tego. Obcy są, zapewne istnieją. Ale my dopiero co odkryliśmy fale grawitacyjne nie rozumiejąc nawet materii, energii i czasu. Dopóki tego nie zrozumiemy, to ani jednego obcego nie odkryjemy. Bo oni już zapewne tam są. Jednak nie w świecie widocznym i "rzeczywistym". W świecie całościowym. W przestrzeni zespolonej.
Tak na marginesie różne niezwykle rzadkie zjawiska, które są interpretowane jako ufo czy duchy, to nic innego jak odpryski przestrzeni urojonej przeplatającej się z rzeczywistą. Możliwe, że foton i elektron to jest dokładnie to samo zjawisko lecz częściej lub rzadziej przecina przestrzeń opisywaną miarami urojonymi niż rzeczywistymi.
Ninjahouse (ninjahouse at interia dot eu).
ps. Roszczę sobie prawo do teoretycznego odkrycia tego stanu rzeczy.

  • Like (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 godziny temu, olamagato napisał:

Tak naprawdę wszystko jest falą, cała materia i energia są w przestrzeni,

Do tego momentu to się zgodzę... 

2 godziny temu, olamagato napisał:

, którą powinno się mierzyć liczbami zespolonymi. Ale jest jeden problem. Nie potrafimy mierzyć inaczej niż przybliżeniami liczb rzeczywistych. Wszelkie wzory fizyczne, których przewidywania nie pasują do mierzonych wartości są błędne ponieważ nie zawierają części urojonych. Matematyka jest dlatego piękna bo pokazała daleko przed fizykami, że fizyka i matematyka są jednością.

Nie lepiej pogodzić się z faktem, że wzory są złe, modele błędne? Ogólnie tego się już nie pomaluje. To tylko próba wyniesienia kozy, którą sami fizycy wnieśli. Sorry szukanie bozonu higgsa przez 25 lat nie można nazwać przewidywaniem (przecież to nie były kwestie techniczne tylko brak zrozumienia tematu). Radośnie odtrąbiono sukces, a sub  cząsteczka, którą znaleziono ostro rozjechała się z marzeniami fizyko-matematyków (jak to się profesjonalnie mówi?).  Polecam inżyniera z CERN i komentarze:
https://profmattstrassler.com/2012/10/23/does-the-higgs-field-give-the-higgs-particle-its-mass-or-not/
 
To nie jest kwestia narzędzi do końca, za pomocą których opisuje się model tylko polityka dokładania podpórek do podpórek.

Jednak papier przyjmie wszystko, a w związku z tym posucha w MK sprawia mi ogromną radość.

Jednak 10 wymiarów, 17 elementarnych cząsteczek,  4 przyczyny ruchu, sprawiają mi niewątpliwą radość. Z pustego i Salomon nie naleje. 

Amen. 
         

Edited by l_smolinski

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 godziny temu, olamagato napisał:

Roszczę sobie prawo do teoretycznego odkrycia tego stanu rzeczy.

Tylko jeśli dołączysz jakiś opis z co najmniej jednym nablem, laplasjanem, ale najlepiej hamiltonianem.

  • Haha 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 godziny temu, Jajcenty napisał:

Tylko jeśli dołączysz jakiś opis z co najmniej jednym nablem, laplasjanem, ale najlepiej hamiltonianem.

Wszystko w swoim czasie. Ludzie są jeszcze zbyt głupi, żeby to dostać. Najpierw jakaś skała musi przypieprzyć i wysterylizować połowę ludzkości, żeby byli na to gotowi.
Poza tym dużo skuteczniejsze jest odkrycie zjawiska, które samo udowodni ten stan rzeczy. Tak jak było z efektem fotoelektrycznym i soczewkowaniem grawitacyjnym.

  • Haha 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 godzin temu, olamagato napisał:

Wszystko w swoim czasie. Ludzie są jeszcze zbyt głupi, żeby to dostać. Najpierw jakaś skała musi przypieprzyć i wysterylizować połowę ludzkości, żeby byli na to gotowi.
Poza tym dużo skuteczniejsze jest odkrycie zjawiska, które samo udowodni ten stan rzeczy. Tak jak było z efektem fotoelektrycznym i soczewkowaniem grawitacyjnym.

Jak ktoś ma większy odlot niż ja to zapala mi się czerwona lampka ostrzegawcza. 

  • Like (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 15.01.2022 o 19:39, olamagato napisał:

Tak naprawdę dopiero za kilka lat zacznie się 21 wiek

Dość kontrowersyjna teza :)

23 godziny temu, l_smolinski napisał:

Sorry szukanie bozonu higgsa przez 25 lat nie można nazwać przewidywaniem

Hmm. To też mnie w sumie dziwi. A przez ile lat jakby go szukano to by było przewidywanie?

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 godzin temu, thikim napisał:

Dość kontrowersyjna teza :)

Hmm. To też mnie w sumie dziwi. A przez ile lat jakby go szukano to by było przewidywanie?

Przez 5 lat?  To w cholerę czasu? Prosta akcja. Z modelu wynika taka a taka energia dla bozonu, walcie kulkami tak i tak i go otrzymacie. Oczywiście cwaniakuję, ale 25 lat to jednak sporo :P 

Przykład Oganeson W 1998 propozycja jak to zrobić w 2002 otrzymano:

https://pl.wikipedia.org/wiki/Oganeson 

W przypadku bozonu higgsa rozstrzał energetyczny gdzie mógł się znajdować był bardzo duży - ma to mało wspólnego z przewidywaniem, a potem się okazało, że to nie to o co chodziło w tej koncepcji. Naciągnięto to tu to tam pominięto pewne niewygodne fakty i odtrąbiono sukces teorii.    

Ogólnie przyczyna grawitacji i masy w MK jest tak nie spójna, że nawet ślepy widzi, że to jest bezsens :P 

Edited by l_smolinski

Share this post


Link to post
Share on other sites

1964 przewidywania
2012 ogłoszenie odkrycia

A pomiędzy jest budowa LHC - plan od 1994, uruchomienie 2008.
Więc od uruchomienia do 2012 roku to 4 lata - z czego część czasu był wyłączony LHC. Dobry wynik moim zdaniem. I w sumie jedyny.
LHC miał więcej zadań niż tylko Higgs. Reszta zadań - klęska :)
Dalej jeśli chodzi o obecne modele to w zasadzie ich cechą stałą jest że masy cząstek nie są przez nie przewidywane tylko są potrzebne jako ich parametry z obserwacji.

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 godzin temu, thikim napisał:

LHC miał więcej zadań niż tylko Higgs. Reszta zadań - klęska :)

To, że jakieś hipotezy się nie potwierdziły to tylko fakt, a nawet poszerzenie wiedzy. Jeżeli ktoś konkretny do badań podchodzi na zasadzie sukcesu czy klęski, to chyba nie powinien się tym zajmować. Mówię oczywiście o osobach, które są uznawane za autorytety w fizyce.
Obecny stan wiedzy mechaniki kwantowej, to taki bajzel, że bez świeżego podejścia można ją tylko uznać, za jakiś kompletny chaos.

  • Upvote (+1) 1

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
      Anna Tomańska, studentka Wydziału Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu (UPWr), bada komunikację pszczół. Chce sprawdzić, jakie dźwięki wydają, gdy są zadowolone, zaniepokojone czy chore. Interesuje się też wykorzystaniem nowoczesnych urządzeń w hodowli tych owadów. Jej wnioski mogą być bardzo przydatne dla pszczelarzy.
      Tomańska interesuje się pszczelarstwem od 2 lat. Sporo zawdzięcza w tym zakresie opiekunowi projektu, prof. UPWr, dr. hab. Pawłowi Chorbińskiemu. Pan profesor to autorytet w dziedzinie pszczelarstwa i potrafi skutecznie zarażać swoją pasją – podkreśla studentka.
      Już wcześniej interesowałam się bioakustyką. Wspólnie z inżynierem dźwięku i producentem radiowym z Wielkiej Brytanii Philipem Millem napisaliśmy artykuł o nagrywaniu dźwięków przyrody i technologiach. To wtedy, w naszych rozmowach, po raz pierwszy pojawił się temat pszczół. Pomyślałam, że dźwięki z wnętrza ula mogą być nie tylko fascynujące, ale niezwykle ciekawe pod kątem testowania nowoczesnych urządzeń w hodowli tych owadów.
      Gdy o pomyśle dowiedział się prof. Chorbiński, namówił Tomańską, by zgłosiła się do programu stypendialnego "Magistrant wdrożeniowy na UPWr".
      Studentka wykorzystała drewniane ule wielkopolskie. Wygłuszyła je za pomocą pianki akustycznej, a następnie zainstalowała elektronikę (czujniki ciepła i wilgotności). Ule znajdują się w powstającej właśnie nowoczesnej pasiece w Górach Sowich.
      Tomańska przez kilka miesięcy nagrywała dźwięki z ula, a także rejestrowała zmiany temperatury i wilgotności.
      Pszczoły nie tylko bzyczą, w ulu słychać też np. ich tupanie oraz komunikację. Ta ostatnia jest fascynująca, dlatego chcemy sprawdzić, czym będzie różnić się, kiedy np. w ulu będzie matka z mniejszą/większą liczbą robotnic, sama matka albo dwie matki. Chcemy wyselekcjonować dźwięki, jakie wydają spokojne pszczoły, od tych, które słychać, gdy są zaniepokojone - tłumaczy studentka. Podobnie z temperaturą: w jakich sytuacjach spada, a kiedy rośnie. Analiza i wnioski z tych badań z pewnością pomogą pszczelarzom. Będą mogli na odległość, za pomocą elektroniki, zapobiegać niebezpiecznym sytuacjom w pasiece - dodaje.
      Kilkunastominutowego audioeseju o pszczołach miodnych, który powstał w ramach projektu "Magistrant wdrożeniowy", można wysłuchać dzięki Radiu Warroza.
       

      Owocem współpracy Tomańskiej i Milla jest ebook "Bioakustyka". Jak podkreślono w opisie książki, jest to krótki przewodnik, który pomoże Ci postawić pierwsze kroki w nagrywaniu przyrody. W listopadzie zeszłego roku w paśmie gościnnym Radia Kapitał zadebiutowała też ich audycja o Borach Tucholskich.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Rozwiązaniem problemu pomiędzy szybkością działania komputerów kwantowych a koherencją kubitów może być zastosowanie dziur, twierdzą australijscy naukowcy. To zaś może prowadzić do powstania kubitów nadających się do zastosowania w minikomputerach kwantowych.
      Jedną z metod stworzenia kubitu – kwantowego bitu – jest wykorzystanie spinu elektronu. Aby uczynić komputer kwantowy tak szybkim, jak to tylko możliwe, chcielibyśmy mieć możliwość manipulowania spinami wyłącznie za pomocą pola elektrycznego, dostarczanego za pomocą standardowych elektrod.
      Zwykle spiny nie reagują na pole elektryczne, jednak z niektórych materiałach spiny wchodzi w niebezpośrednie interakcje z polem elektrycznym. Mamy tutaj do czynienia z tzw. sprzężeniem spinowo-orbitalnym. Eksperci zajmujący się tym tematem obawiają się jednak, że gdy taka interakcja jest zbyt silna, wszelkie korzyści z tego zjawiska zostaną utracone, gdyż dojdzie do dekoherencji i utraty kwantowej informacji.
      Jeśli elektrony zaczynają wchodzić w interakcje z polami kwantowymi, które im aplikujemy w laboratorium, są też wystawione na niepożądane zmienne pola elektryczne, które istnieją w każdym materiale. Potocznie nazywamy to „szumem”. Ten szum może zniszczyć delikatną informację kwantową, mówi główny autor badań, profesor Dimi Culcer z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii.
      Nasze badania pokazują jednak, że takie obawy są nieuzasadnione. Nasze teoretyczne badania wykazały, że problem można rozwiązać wykorzystując dziury – które można opisać jako brak elektronu – zachowujące się jak elektrony z ładunkiem dodatnim, wyjaśnia uczony.
      Dzięki wykorzystaniu dziur kwantowy bit może być odporny na fluktuacje pochodzące z tła. Co więcej, okazało się, że punkt, w którym kubit jest najmniej wrażliwy na taki szum, jest jednocześnie punktem, w którym działa on najszybciej. Z naszych badań wynika, że w każdym kwantowym bicie utworzonym z dziur istnieje taki punkt. Stanowi to podstawę do przeprowadzenia odpowiednich eksperymentów laboratoryjnych, dodaje profesor Culcer.
      Jeśli w laboratorium uda się osiągnąć te punkty, będzie można rozpocząć eksperymenty z utrzymywaniem kubitów najdłużej jak to możliwe. Będzie to też stanowiło punkt wyjścia do skalowania kubitów tak, by można było je stosować w minikomputerach.
      Wiele wskazuje na to, że takie eksperymenty mogą zakończyć się powodzeniem. Profesor Joe Salfi z University of British Columbia przypomina bowiem: Nasze niedawne eksperymenty z kubitami utworzonymi z dziur wykazały, że w ich wypadku czas koherencji jest dłuższy, niż się spodziewaliśmy. Teraz widzimy, że nasze obserwacje mają solidne podstawy teoretyczne. To bardzo dobry prognostyk na przyszłość.
      Praca Australijczyków została opublikowana na łamach npj Quantum Information.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Znajdujący się na Biegunie Południowym wielki detektor neutrin IceCube zarejestrował wysokoenergetyczne wydarzenie, które potwierdziło istnienie zjawiska przewidzianego przed 60 laty i wzmocniło Model Standardowy. Wydarzenie to zostało wywołane przez cząstkę antymaterii o energii 1000-krotnie większej niż cząstki wytwarzane w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC).
      Ponad 4 lata temu, 8 grudnia 2016 roku wysokoenergetyczne antyneutrino elektronowe wpadło z olbrzymią prędkością w pokrywę lodową Antarktydy. Jego energia wynosiła gigantyczne 6,3 petaelektronowoltów (PeV). Głęboko w lodzie zderzyło się ono z elektronem, doprowadzając do pojawienia się cząstki, która szybko rozpadła się na cały deszcz cząstek. Ten zaś został zarejestrowany przez czujniki IceCube Neutrino Observatory.
      IcCube wykrył rezonans Glashowa, zjawisko, które w 1960 roku przewidział późniejszy laureat Nagrody Nobla, Sheldon Glashow. Pracujący wówczas w Instytucie Nielsa Bohra w Kopenhadze naukowiec opublikował pracę, w której stwierdził, że antyneutrino o odpowiedniej energii może wejść w interakcje z elektronem, w wyniku czego dojdzie do pojawienia się nieznanej jeszcze wówczas cząstki. Cząstką tą był odkryty w 1983 roku bozon W.
      Po odkryciu okazało się, że ma on znacznie większą masę, niż przewidywał Glashow. Wyliczono też, że do zaistnienia rezonansu Glashowa konieczne jest antyneutrino o energii 6,3 PeV. To niemal 1000-krotnie większa energia niż nadawana cząstkom w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Żaden obecnie działający ani obecnie planowany akcelerator nie byłby zdolny do wytworzenia tak wysokoenergetycznej cząstki.
      IceCube pracuje od 2011 roku. Dotychczas obserwatorium wykryło wiele wysokoenergetycznych zdarzeń, pozwoliło na przeprowadzenie niepowtarzalnych badań. Jednak zaobserwowanie rezonansu Glashowa to coś zupełnie wyjątkowego. Musimy bowiem wiedzieć, że to dopiero trzecie wykryte przez IceCube wydarzenie o energii większej niż 5 PeV.
      Odkrycie jest bardzo istotne dla specjalistów zajmujących się badaniem neutrin. Wcześniejsze pomiary nie dawały wystarczająco dokładnych wyników, by można było odróżnić neutrino od antyneutrina. To pierwszy bezpośredni pomiar antyneutrina w przepływających neutrinach pochodzenia astronomicznego, mówi profesor Lu Lu, jeden z autorów analizy i artykułu, który ukazał się na łamach Nature.
      Obecnie nie jesteśmy w stanie określić wielu właściwości astrofizycznych źródeł neutrin. Nie możemy np. zmierzyć rozmiarów akceleratora czy mocy pól magnetycznych w rejonie akceleratora. Jeśli jednak będziemy w stanie określić stosunek neutrin do antyneutrin w całym strumieniu, bo będziemy mogli badać te właściwości, dodaje analityk Tianlu Yaun z Wisconsin IceCube Particle Astrophysics Center.
      Sheldon Glashow, który obecnie jest emerytowanym profesorem fizyki na Boston University mówi, że aby być absolutnie pewnymi wyników, musimy zarejestrować kolejne takie wydarzenie o identycznej energii. Na razie mamy jedno, w przyszłości będzie ich więcej.
      Niedawno ogłoszono, że przez najbliższych kilka lat IceCube będzie udoskonalany, a jego kolejna wersja – IceCube-Gen2 – będzie w stanie dokonać większej liczby tego typu pomiarów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badacze z USA i Chin stworzyli dysk twardy wykorzystujący białka jedwabiu. Urządzenie może przechowywać do 64 GB danych na cal kwadratowy i jest odporne na zmiany temperatury, wilgotność, promieniowanie gamma i silne pola magnetyczne. Nie może ono konkurować prędkością pracy czy gęstością zapisu z tradycyjnymi dyskami twardymi, jednak dzięki swoim unikatowym właściwościom może znaleźć zastosowanie w elektronice wszczepianej do wnętrza ciała.
      Zespół naukowy prowadzony przez Tigera Tao z Chińskiej Akademii Nauk w Szanghaju, Mengkuna Liu z nowojorskiego Stony Brook University oraz Wei Li z University of Texas stworzył specjalny wariant techniki wykorzystującej skaningowy mikroskop pola bliskiego (SNOM), dzięki któremu możliwe stało się zapisanie informacji na warstwie protein jedwabiu.
      Do produkcji dysków posłużył naturalny jedwab, którego wodny roztwór nałożono cienką warstwą na podłoże z krzemu lub złota. Następnie za pomocą SNOM i lasera na jedwabiu zapisano dane, wykorzystując w tym celu wywołane laserem zmiany topologiczne i/lub zmiany fazy jedwabiu. Metoda pozwala na wielokrotne usuwanie i zapisywanie danych.
      Jak mówi Mengkun Liu, technika taka ma wiele zalet. Cienką warstwę jedwabiu można z łatwością nakładać na różne podłoża, w tym na podłoża miękkie oraz o zagiętych kształtach. Dane zapisane na jedwabiu można odczytywać na dwa różne sposoby. Jeden z nich wykorzystuje topografię zapisanego materiału, traktując wzniesienia jako „1”, a brak wzniesień jako „0”. Druga, bardziej innowacyjne metoda, to wykorzystanie lasera do odczytu. Jest to jednak zmodyfikowana technika laserowa. Dzięki zmianie mocy lasera można bowiem uzyskać całą skalę szarości z danego punktu danych, co oznacza,że można w nim zapisać więcej informacji niż binarne „0” i „1”.
      Nie mniej ważną cechą jest fakt, że jedwab, jako materiał organiczny, dobrze łączy się z wieloma systemami biologicznymi, w tym z biomarkerami we krwi. Zatem informacje z tych biomarkerów mogą być zakodowane i przechowywane w bazującym na jedwabiu dysku twardym. Liu już zapowiada, że w najbliższej przyszłości rozpoczną się prace nad zaimplementowaniem nowego dysku w żywym organizmie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Główny autor badań, Maciej Dąbrowski z University of Exeter mówi, że uzyskane przez nas eksperymentalne potwierdzenie istnienie mechanizmu przemijających fal spinowych pokazuje, że transfer momentu pędu pomiędzy spinami a strukturą krystaliczną antyferromagnetyka można uzyskać w cienkowarstwowym NiO. To otwiera drogę do zbudowania nanoskalowych wzmacniaczy prądu spinowego.
      Doktor Dąbrowski jest głównym autorem opublikowanego na łamach Physical Review Letters artykułu, którego autorzy informują o dokonaniu przełomu w dziedzinie spintroniki. Przełomu, który może doprowadzić do powstania energooszczędnych, niezwykle wydajnych urządzeń elektronicznych.
      Obecnie technologie informacyjne opierają się na elektronice. Do przechowywania i przenoszenia danych wykorzystujemy ładunek elektronu. Intensywnie jednak rozwija się spintronika, która do tych samych zadań wykorzystuje nie ładunek, a spin elektronu. Przed trzema laty informowaliśmy, że naukowcy z Instytutu Fizyki PAN badają możliwość przenoszenia informacji przez fale spinowe. Wyobraźmy sobie materiał magnetyczny, w którym wszystkie spiny są jednakowo ukierunkowane. Jeśli odchylę jeden spin, to będzie próbował on wrócić do swojego punktu równowagi. Jednak jego ruch wychwyci już spin sąsiedniego elektronu i on również się wychyli. Przez wzajemne oddziaływanie między spinami to wychylenie – czyli zaburzone lokalnie namagnesowanie – będzie się rozchodziło w materiale, przyjmując formę fali. To właśnie nazywamy falą spinową, tłumaczyła wówczas doktor Ewa Milińska.
      Teraz naukowcy z Uniwersytetów w Exeter, Oksfordzie, Berkeley oraz uczeni z Advanced Light Source i Diamond Light Source dowiedli eksperymentalnie, że zmienne prądy spinowe o wysokiej częstotliwości mogą być przesyłane i wzmacniane w cienkiej warstwie tlenku niklu (NiO). Eksperymenty wykazały, że prąd spinowy w cienkowarstwowym NiO jest propagowany przez krótkotrwałe fale spinowe. Mamy tutaj do czynienia ze zjawiskiem podobnym do tunelowania kwantowego.
      Zjawisko to zachodzi w temperaturze pokojowej i odbywa się przy częstotliwościach liczonych w gigahercach, dzięki czemu w przyszłości można je będzie wykorzystać do energooszczędnego i szybkiego przekazywania danych.
      Tymczasem naukowcy już myślą o udoskonalaniu spintroniki. W Instytucie Fizyki Jądrowej PAN trwają prace nad raczkującą dopiero magnoniką.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...