Nové zařízení by mohlo prokázat existenci teoretických dvoudimenzionálních kvantových částic

08. 11. 2017
Kvantová fyzika Počítače

Fyzikům na univerzitě v Santa Barabaře se podařilo sestrojit nové zařízení, které chtějí použít pro dokázání existence matematicky předpovězených kvantových částic. Jedná se o formu anyonů, neboli částic, které existují pouze v dvoudimenzionálním prostoru, doposud však nebyly přímo pozorovány. Pomoci jim k tomu má grafen, materiál o tloušťce pouhého atomu, ve kterém by dvoudimenzionální částice měly být snadněji detekovatelné než v běžném prostoru. Studie informující o novém zařízení byla publikována v magazínu Nature fyzikem Andreou Youngem.



Výzkum Younga se zaměřuje na tzv neabelické anyony, což jsou teoretické částice, které si pamatují své předchozí kvantové stavy. Touto svojí charakteristikou jsou pro vědce nesmírně zajímavé zejména ve spojitosti s kvantovými počítači.

Samotný grafen je tvořen uhlíkovými atomy a jako materiál nachází stále častější využití pro svou pevnost, díky své atomární tloušťce má ale také některé specifické vlastnosti, které vědci hojně využívají i pro jiné účely. Využívají jej také pro hledání anyonů, doposud však bylo problémem prostředí kolem grafenu, které rušilo jakékoliv známky, kterými by byly anyony detekovatelné.

Young a jeho tým přišli s novým postupem, který využívá dvou perfektních krystalů grafenu, které jsou umístěny nad sebou. Doladili i další prvky zařízení a vytvořili tak velmi přesně nastavitelné prostředí s velmi nízkou mírou neuspořádanosti. Jejich dosavadní experimenty zatím podporují teorii, k samotné detekci anyonů však ještě nedošlo.
Líbí se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu.

Více informací k tématu
Chcete vědět o dalším článku?

Následujte nás na sociálních sítích.

Další zprávy z kategorie Kvantová fyzika

Časové krystaly existují ve čtyřech dimenzích. Vědci je poprvé objevili mezi běžnými krystaly

04. 05. 2018 (novější než zobrazený článek)

Fyzikům z Yale University se podařilo vyrobit časové krystaly - specifickou formu hmoty, která se kromě prostorových dimenzí definuje také v dimenzi časové. Na rozdíl od běžných krystalů, jejichž atomární struktura se periodicky opakuje v prostoru a v čase je neměnná, se u časových krystalů opakuje také v čase. Jde o teprve druhý experiment, který pozoroval oddělené časové krystaly (Discrete Time Crystals - DTC) v pevném skupenství. Výsledky výzkumu byly publikovány ve dvojici vědeckých studií v magazínech Physical Review Letters a Physical Review B.

celý článek

Nový rekord ve vývoji kvantového počítače: 20 kvantově provázaných qubitů

21. 04. 2018 (novější než zobrazený článek)

Vědcům z Vídně, Innsbrucku a Ulmu se podařilo kvantově provázat 20 kvantových bitů (qubitů). Jde o pokrok oproti dosavadním 14 qubitům, které se podařilo provázat v roce 2011 (tehdy šlo o skupinu vědců z Innsbrucku, kteří jsou nyní součástí nového týmu). Aby se mohly prakticky použitelné kvantové počítače stát realitou, musí obsahovat desítky těchto qubitů. Podle některých expertů by mohly kvantové počítače předčit ty dnes běžně používané už při 50 qubitech a teoreticky při 300 qubitech by kvantový počítač mohl provádět více paralelních výpočtů než je atomů ve vesmíru.

celý článek

Nezvyklý 3/2 spin v supravodiči by mohl přinést nové možnosti u exotických materiálů

12. 04. 2018 (novější než zobrazený článek)

Vodivost materiálu je způsobena pohybem elektronů mezi atomy. Supravodivost potom zcela hladkým pohybem elektronů, které do atomů nijak nenarážejí, vzniká tak vodivost bez jakéhokoliv odporu. Většinou při supravodivosti elektrony nesou spin 1/2, výzkumníci z University of Maryland však nyní experimentují s materiálem YPtBi, ve kterém mají elektrony spin 3/2. Podobné chování se v pevných materiálech dříve nepředpokládalo a mohlo by přinést zatím netušené možnosti v oblasti supravodivosti.

celý článek

Vědci vytvořili novou kvantovou částici s vlastnostmi kulového blesku

05. 03. 2018 (novější než zobrazený článek)

Vědci na Amherst College (USA) a Aalto University (FIN) vytvořili poprvé třídimenzionální skyrmion v Boseho-Einsteinově kondenzátu. Skyrmion je částice, která byla teoreticky předpovězena před 40 lety, ale až nyní se ji podařilo prokázat empiricky. Tato částice má určité vlastnosti podobné kulovému blesku a vědci chtějí s pomocí tohoto výzkumu nejen poznat lépe tento fenomén, ale také zjistit, zda by nešel využít například ve fúzních reaktorech.

celý článek

Vědci vytvořili zcela novou formu světla, má tři fotony v jedné částici

19. 02. 2018 (novější než zobrazený článek)

Vědci vytvořili zcela novou formu světla, má tři fotony v jedné částiciVědcům se v experimentu podařilo prokázat novou formu světla, kdy se jednotlivé fotony vážou do trojic. Vytvořené trojfotony tvoří základ doposud neprobádané fotonické hmoty, která zatím nebyla pozorována ani v přírodě, ani v experimentech. Tento úspěch by mohl vést k použití fotonů v kvantových výpočtech, nebo dalším, doteď netušeným, možnostem. Výsledky týmu vědců z MIT, Harvard University a dalších institucí vedeném Vladanem Vuletićem a Mikhailem Lukinem byly publikovány v únorovém čísle magazínu Science.

celý článek

Experimenty s intenzivními lasery poskytují první důkazy, že pomocí světla lze zastavit elektrony

12. 02. 2018 (novější než zobrazený článek)

Ozařováním elektronů ultra-intenzivním laserem se vědcům podařilo překročit hranice běžné fyziky a přiblížit se kvantovým efektům. Když světlo dopadá na nějaký objekt, část záření se od něj odráží, pokud se však objekt pohybuje velmi rychle a světlo je velmi intenzivní, začnou se dít podivné věci. Například elektrony se mohou natolik rozvibrovat, že zpomalí, protože vibrace spotřebují velké množství energie. Podobný efekt vědci předpokládají také například u černých děr. Týmu na Imperial College London se podařilo provést tuto reakci poprvé v laboratorních podmínkách, výsledky jejich práce byly publikovány v magazínu Physical Review X.

celý článek

Design nového čipu umožní kvantové výpočty a lze vyrobit běžnými postupy v existujících továrnách

21. 12. 2017 (novější než zobrazený článek)

Vědecké týmy po celém světě zkoumají cesty, jak navrhnout fungující čip, který dokáže integrovat kvantové interakce. Vědci z australské univerzity teď přišli s postupem, který to umožňuje a zároveň používá standardní komponenty a postupy při výrobě čipů. Nový design čipu umožňuje provádět kvantové kalkulace za použití běžných polovodičů známých jako CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor), což je základem běžných moderních čipů.

celý článek