تقبل قایق از آب عبور در سراسر: بدانند غیر متعارف چرخش حمل و نقل در کوانتومی اسپین مایعات

دانشمندان در موسسه تکنولوژی توکیو (توکیو Tech) و دانشگاه ملی یوکوهاما (YNU) کشف عجیب و غریب مکانیسم است که توسط آن چرخش آشفتگی سفر از طریق یک ظاهر unpassable منطقه کوانتومی اسپین مایع سیستم. این بینش جدید ممکن است نشان دهنده یکی دیگر از بلوک ساختمان در نسل بعدی الکترونیک و حتی کامپیوترهای کوانتومی.

دستگاه های الکترونیکی به عنوان ما می دانیم که آنها برای رسیدن به نظری خود را محدود به این معنی که اساسا فن آوری های جدید مورد نیاز خواهد بود برای به دست آوردن عملکرد بهتر یا بالاتر کوچک سازی. مشکل این است که مدرن الکترونیک است که در اطراف محور دستکاری جریان الکتریکی است و بنابراین به طور عمده در مورد جمعی شارژ از حرکت الکترون ها. اما اگر سیگنال ها و داده ها می تواند کدگذاری و ارسال در یک راه کارآمد تر?

وارد spintronics های در حال ظهور فن آوری زمینه پیش بینی به انقلابی الکترونیک و امیدوارم تبدیل به یک بازیکن کلیدی در توسعه کامپیوترهای کوانتومی. در spintronic دستگاه های, مهم ترین مشخصه از الکترون های خود را چرخش ذاتی ملک است که می تواند به طور گسترده دیده می شود به عنوان تکانه زاویه ای که به علت زمینه ای از پدیده های مغناطیسی در مواد جامد. اما فیزیکدانان در سراسر جهان در حال تلاش برای پیدا کردن راه های عملی برای تولید و حمل و نقل 'چرخش بسته' از طریق مواد. در یک مطالعه اخیر دانشمندان در توکیو تکنولوژی و YNU ژاپن انجام نظری تجزیه و تحلیل چرخش عجیب و غریب حمل و نقل, ویژگی های یک سیستم خاص به نام "Kitaev مدل'.

این دو مدل بعدی شامل یک شبکه لانه زنبوری که در آن هر راس میزبان یک چرخش. چه خبر ویژه در مورد Kitaev سیستم است که به دلیل عجیب و غریب تعاملات بین چرخش آن رفتار به عنوان یک کوانتومی اسپین مایع (QSL). این به طور گسترده به معنی آن است که غیر ممکن است در این سیستم برای چرخش به مرتب شود در یک منحصر به فرد مطلوب راه است که نگه می دارد در هر چرخش مبارک.' این پدیده به نام چرخش نا امیدی باعث چرخش به رفتار در خصوص اختلال مد. استاد Akihisa Koga که رهبری این مطالعه می گوید: "Kitaev مدل جالب یک زمین بازی برای تحصیل QSLs. اما نه چندان شناخته شده در مورد آن جذاب چرخش خواص ترابرد."

یک ویژگی مهم در مورد Kitaev مدل است که آن را به محلی تقارن; چنین تقارن به این معنی است که چرخش در ارتباط هستند تنها با نزدیکترین همسایه و نه با دور چرخش در نتیجه یادآوری میکند که باید وجود داشته باشد و مانع چرخش حمل و نقل. اما در واقعیت کوچک مغناطیسی آشفتگی در یک لبه یک Kitaev سیستم را آشکار به عنوان تغییرات در چرخش در لبه مقابل حتی اگر این آشفتگی به نظر نمی رسد به هر علت تغييرات مغناطش مرکزی بیشتر متقارن منطقه از مواد. این جذاب مکانیسم چیزی است که این تیم از دانشمندان روشن در مطالعه خود که منتشر شده است در Physical Review Letters.

آنها اعمال می شود یک ضربه میدان مغناطیسی بر روی یک لبه Kitaev QSL به ماشه 'چرخش بسته' حمل و نقل و عددی در شبیه سازی زمان واقعی دینامیک است که در نتیجه آشکار شد. معلوم می شود که اغتشاش مغناطیسی انجام شده است در سراسر منطقه مرکزی از مواد با سفر 'Majorana fermions.' این quasiparticles; آنها واقعی نیستند اما ذرات دقیق تقریب جمعی رفتار سیستم است.

قابل توجه Majorana واسطه چرخش حمل و نقل نمی توان توضیح داد کلاسیک spin-تئوری امواج و در نتیجه حکم بیشتر مطالعات تجربی. اما Koga امیدوار است از این نرم افزار بالقوه از نتایج حاصل از این مطالعه است. او می گوید: "ما نتایج نظری باید مربوط در مواد و همچنین, و راه اندازی از مطالعه ما می تواند اجرا شود از نظر جسمی در برخی از نامزد مواد برای Kitaev سیستم است."

در خود مقاله, دانشمندان مورد بحث ممکن است مواد, راه ایجاد چرخش آشفتگی و راه هایی برای پیدا کردن شواهد تجربی از Majorana fermions سفر از طریق بخش عمده ای از مواد برای رسیدن به لبه دیگر. آن را حتی ممکن است ممکن است برای کنترل حرکت استاتیک (غير سفر) Majorana fermions در سیستم است که می تواند از استفاده عملی. فقط زمان خواهد شد بگویید که چگونه بسیاری از اسرار کوانتومی جهان فیزیکدانان را حل کند و ما چگونه خواهد از آنها بهره مند شوند.

###

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.