О прорыве в квантовом мазере
Ученые из TU Wien и Okinawa Institute of Science and Technology продемонстрировали первый самоиндуцированный суперпространствующий квантовый мазер, открытие, которое может перестроить технологии точности от GPS-навигации до медицинской визуализации.
Опубликовано в Nature Physics, исследование показывает, как квантовые частицы могут спонтанно сотрудничать для генерации стабильных, долгоживущих микроволновых сигналов без внешнего питания, опровергая предыдущие предположения о поведении квантовых систем. Команда связала центры азот-вакансии в алмазе — крошечные атомные дефекты, содержащие спины электронов — с микроволновой полостью, где они наблюдали неожиданное явление: после начального всплеска энергии система произвела устойчивую последовательность когерентных микроволновых импульсов, длительностью до миллисекунды.
Квантовая неупорядоченность становится порядком
С помощью крупномасштабных компьютерных симуляций, включающих до одного миллиона спинов, исследователи определили диполь-дипольные взаимодействия между квантовыми частицами как движущую силу. Эти взаимодействия спин-спин непрерывно перераспределяют энергию внутри системы, динамически восстанавливая уровни энергии для поддержания излучения — по сути, позволяя квантовой системе питать себя самой.
"По сути, система приводит себя в движение сама", — объяснил профессор William Munro, глава Quantum Engineering and Design Unit в OIST. "Эти взаимодействия спин-спин непрерывно запускают новые переходы, раскрывая фундаментально новый режим коллективного квантового поведения".
Открытие бросает вызов традиционному пониманию суперпространствения — явления, при котором квантовые частицы коллективно излучают радиацию. Ранее оно рассматривалось преимущественно как механизм потери энергии, дестабилизирующий квантовые технологии, но теперь может быть использовано для создания стабильных сигналов.
Применения в навигации и дальше
Самоподдерживающееся микроволновое излучение может обеспечить сверхточные атомные часы, улучшенные системы GPS и продвинутые радары. Профессор Jörg Schmiedmayer из Vienna Center for Quantum Science and Technology в TU Wien отметил, что исследование может улучшить квантовые сенсоры для обнаружения минимальных изменений магнитных или электрических полей, что полезно для медицинской визуализации, материаловедения и мониторинга окружающей среды.
Ссылка на PDF для скачивания
🔗 Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ) — https://vcq.quantum.at/
Комментариев нет:
Отправить комментарий