کنترل quantumness: شبیه سازی فاش کردن جزئیات بیشتر در مورد چگونه ذرات تعامل

در زندگی روزمره مهم در رفتار قابل پیش بینی انتظار می رود راه است. اگر شما پرتاب توپ شما فرض کنید آن را به سفر در یک جهت خاص و قابل پیش بینی بحال خود برگشتن. بیشتر چه, نیروهای وارد بر یک جسم نمی خواهد تاثیر بر دیگر مستقل شی.

اما در مکانیک کوانتومی - فیزیک کوچک - قوانین کاملا متفاوت هستند. در یک و دو و سه-سیستم های ذرات و اقدامات است که اتفاق می افتد در یک نقطه می تواند به شدت نفوذ اتم دور. دانشمندان هنوز نمی درک کامل از این اما با تجزیه و تحلیل رفتار این سیستم ها و آنهایی که پیچیده تر هستند به امید پیدا کردن بینش.

محققان از سیستم های کوانتومی واحد در اوکیناوا موسسه علوم و فناوری فارغ التحصیل دانشگاه (OIST) در کنار همکاران در دانشگاه کالج دوبلین و دانشگاه دورهام شبیه سازی یکی از این سیستم که نشان کوانتومی متحده - راه هایی است که ذرات ترتیب خود را در سیستم های جدا شده - که غیر منتظره است. نتایج منتشر شده در مجله فیزیک می تواند برای برنامه های کاربردی فن آوری های کوانتومی.

"اگر شما پرتاب یک سنگ از یک قایق سنگ می رود و یکی از راه قایق می رود دیگر" توضیح داد: پروفسور توماس بوش که منجر واحد. "در مکانیک کوانتومی داریم می تواند بسیار قوی تر همبستگی در حد فاصله بیشتر است. آن را مانند اگر شما را در یک جوراب قرمز و یک سبز sock سپس کسی که در قطب جنوب که شما هرگز ملاقات را به انجام همان. و کار ما در بر داشت دولت جدید با این بسیار قوی همبستگی است که می توان کنترل بسیار خوبی است."

آزمایش با دو اتم

زمانی که دانشمندان در تحقیقات سیستم های ماکروسکوپی آنها تمایل به نگاه بسیاری از ذرات - بگو 10 تا 23 اتم. از آنجا که بسیاری از آنها نمی تواند به دنبال هر اتم و باید مفروضات. برای جلوگیری از این محققان در این مطالعه با استفاده از یکی دیگر از گزینه است.

"ما شبیه سازی یک سیستم فقط با دو اتم" گفت: اولین نویسنده ژاپنی, Usui, یک دانشجوی دکتری در واحد. "این ارائه یک بلوک ساختمان بزرگتر سیستم اما ما می تواند همه چیز را کنترل کنید و ببینید دقیقا چه اتفاقی می افتد. و برای کنترل بیشتر این سیستم از نظر ما فوق العاده اتم های سرد."

در دمای اتاق ذرات در اطراف حرکت می کند بسیار به سرعت. گرمتر از آن است که سریع تر حرکت می کنند. با استفاده از لیزر خنک کننده این اتم ها را می توان آهسته و سرد تا رسیدن به تقریبا صفر سرعت و در نتیجه فوق العاده سرد است. این ساخته شده آن را بسیار آسان تر برای آسیا و همکاران برای توصیف آنها را در خود شبیه سازی می کند.

در یک سیستم مثل این ساده ترین چیزی که ذرات می توانید انجام دهید این است که با یکدیگر برخورد می کنند. این نیروهای آنها را به حرکت در اطراف و تغییر مسیر اما ذرات همچنین چیزی به نام چرخش. چرخش یک ذره است یا اشاره به بالا یا پایین و بیشتر تحت تاثیر قرار چگونه آن حرکت می کند - یک اثر به نام اسپين-مدار در حال تغيير است ، زمانی که محققان با شبیه سازی یک سیستم با دو سوپر-اتم های سرد که شد اسپين-مدار همراه این کشور را بسیار قوی ارتباط بودند نشان داد.

"ما باید این سیستم با دو-ذرات که در آن شما دریافت این کشورها و آنهایی که با 10 تا 23 که در آن شما نمی, گفت:" دکتر توماس فوگارتی, محقق فوق دکتری در این واحد است. "جایی در امتداد این زنجیره طولانی از اضافه کردن ذرات در این کشور از بین برود."

مهندسی بیشتر بینش

"در کنار کشور ما کشف فرمول که در توصیف این سیستم دقیقا" گفت: Ayaka. "بنابراین در حال حاضر ما می توانیم مهندس آن."

با پیدا کردن این فرمول محققان باید کنترل بر سیستم و آنها در حال حاضر طرح تغییر پارامترهای نگاهی به سیستم پویایی است.

"ما در حال رفتن به تقسیم سیستم بنابراین ما باید دو نفر از آنها گفت:" مامان. "ما می توانیم با استفاده از همبستگی قوی به ما کمک می کند اندازه گیری سیستم. اگر ما پیدا کردن یک اتم در یکی از سیستم های ما می دانیم که یکی دیگر نیز در آن یکی بدون اندازه گیری آن, چرا که آنها شدیدا همبسته."

اگر چه این تحقیقات فقط تمرکز بر یک جنبه از آنچه مکانیک کوانتومی می توانید انجام دهید, این برنامه های متعدد گفت: استاد Busch.

"فن آوری های کوانتومی نیاز به این ارتباط" او توضیح داد. "این کشورهای جدید قوی ترین غیر کلاسیک همبستگی است که ما می دانیم و ما را مهندس می توانید آنها را. با این تحقیقات ما می تواند ساخت کامپیوترهای قدرتمند. ما می تواند ایجاد دستگاه های اندازه گیری که اندازه کوچک تفاوت در گرانش یا پالس های الکتریکی در مغز. وجود دارد بسیاری از برنامه های کاربردی به کار نسبت."

###

در کنار Ayaka اوسویی دکتر فوگارتی و استاد Busch این تحقیق شامل Dr. Steve کمپبل از دانشگاه کالج دوبلین و پروفسور سیمون گاردینر از دانشگاه دورهام.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.