Naukowcy wspinają się po kwantowej drabinie :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Zaproszenie do składania wniosków w ramach programu roboczego "Pomysły" 2011 Siódmego Programu Ramowego WE w zakresie badań, rozwoju technologicznego i demonstracji

Cząstki pobiły rekord prędkości światła - naukowcy zbici z tropu

Eksperci: Polacy nie uzupełniają pojedynczych ubytków zębów

Naukowcy połączyli wyniki badań nad chorobą Parkinsona

Wyniki badań wskazują na ścisły związek między różnorodnością biologiczną życia w głębinach morskich a funkcjonowaniem ekosystemów

Naukowcy rzucają światło na zależności między glebą leśną a podtlenkiem azotu

Zespołowi naukowców z Uniwersytetu Cardiff w Wlk. Brytanii, którego prace są finansowane ze środków unijnych, udało się wystrzelić fotony (cząstki lekkie) w małą wieżę z materiału półprzewodnikowego. Prace mogą przyczynić się do stworzenia szybszych komputerów. Wyniki stanowią dorobek projektu CUSMEQ (Spójna, ultraszybka spektroskopia i manipulacja ekscytonowymi q-bitami), dofinansowanego na kwotę niemal 179.000 EUR z programu Ludzie Siódmego Programu Ramowego (7PR). W ramach projektu CUSMEQ badano spójną, ultraszybką spektroskopię i manipulację pojedynczych stanów ekscytonowych zamkniętych w półprzewodnikowej kropce kwantowej. Wyniki badań zostały niedawno opublikowane w czasopiśmie Nature Materials.

Naukowcy z uniwersyteckiego Wydziału Fizyki i Astronomii powiedzieli, że foton zderza się z elektronem zamkniętym w mniejszej strukturze wewnątrz wieży. Zanim cząstki lekkie pojawią się ponownie, oscylują przez krótki czas między stanem światła a materii.

"Połączenie pojedynczych kwantów z materią jest koncepcyjnie i technologicznie wymagające. Można tego na przykład dokonać dzięki wstawieniu ekscytona uwięzionego w kropce kwantowej do mikrownęki optycznej, w której pole fotonowe jest zamknięte w niewielkiej objętości" - czytamy w artykule. "W konsekwencji kwant pobudzenia optycznego oscyluje między światłem a materią, zanim przecieknie i rozproszy się w świecie zewnętrznym."

Zespół przeprowadził test z wykorzystaniem pojedynczych fotonów oraz ich par. Naukowcy wyjaśniają, że w parach fotonów częstotliwość oscylacji między światłem a materią może być większa niż w przypadku pojedynczych fotonów. Wyniki ich badań pokrywają się z rezultatami badań teoretycznych sprzed niemal pół wieku.

Zespół z Cardiff wykorzystał półprzewodnikową rurkę o średnicy zaledwie 1,8 mikrometra (1 mikrometr odpowiada jednej tysięcznej milimetra), utrzymując temperaturę na poziomie około -263°C. Fotony były więzione wewnątrz rurki na około 10 pikosekund (1 pikosekunda odpowiada 1 trylionowej sekundy).

Ostatnie odkrycia będą przydatne w dziedzinie technologii informacyjnych i komunikacyjnych (TIK). Naukowcy powiedzieli, że rosną możliwości budowy logicznych systemów opartych na interakcjach tych cząstek, czyli możliwości - jak określają ją eksperci - informatyki kwantowej. Dzięki temu przetwarzanie stanie się wydajniejsze, ponieważ cząstki poruszają się znacznie szybciej i wydatkują mniej energii niż tradycyjne, elektroniczne komponenty komputerowe.

"Taka interakcja może wytworzyć stały strumień fotonów i może również stanowić podstawę logiki pojedynczego fotonu, która wymaga minimalnej ilości energii do stworzenia układu logicznego" - wyjaśnia profesor Wolfgang Langbein z Wydziału Fizyki i Astronomii. "W perspektywie długoterminowej będzie to mieć swoje implikacje w wielu dziedzinach, takich urządzenia komputerowe, telekomunikacyjne i kryptograficzne" - dodaje.

Istnieją niemniej pewne techniczne trudności, z którymi naukowcy muszą sobie poradzić. Jak zauważa profesor Langbein: "Faktyczne wykorzystanie tej technologii w urządzeniach komputerowych wymagać będzie znacznego udoskonalenia właściwości obecnych w niskiej temperaturze, a idealnie przeniesienia ich do temperatury pokojowej. Na chwilę obecną nie mamy jasnej koncepcji, w jaki sposób tego dokonać, ale nie jest to niemożliwe."

Za: CORDIS

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Kwantowa mechanika statystyczna interpretacja mechaniki kwantowej, w której przyjmuje się, że wszystkie przewidywania mechaniki kwantowej odnoszą się nie do pojedynczego obiektu, a do zespołu obiektów kwantowych. pełny tekst

Macierz S (macierz rozpraszania, od ang. scattering matrix) jest centralnym elementem w mechanice kwantowej w obrazie oddziaływań (będącym obok obrazu Heisenberga i obrazu Schroedingera trzecim obrazem mechaniki kwantowej) bardzo istotnym dla optyki kwantowej. Opisuje ona w jaki sposób zachodzi rozpraszanie cząstek: podstawiając funkcje falowe cząstek rozpraszanych otrzymujemy funkcje falowe cząstek rozproszonych: pełny tekst

Fundacja im. J. M. Fulbrighta to program amerykański założony z inspiracji senatora USA Jamesa Williama Fulbrighta w 1946 roku. W jego ramach wybitni naukowcy mogą wyjeżdżać na staże na amerykańskie uczelnie, a amerykańscy naukowcy na staże zagraniczne. pełny tekst

Marek Żukowski (ur. 11 grudnia 1952) profesor zwyczajny fizyki teoretycznej na Uniwersytecie Gdańskim, specjalista od zagadnień związanych z podstawami mechaniki kwantowej. Jego zainteresowania naukowe dotyczą między innymi twierdzenia Bella i interferometrii kwantowej. pełny tekst

The Martians (ang. Marsjanie) tak nazywani byli węgierscy naukowcy pracujący w Los Alamos (USA) nad amerykańskim projektem Manhattan - budową pierwszej bomby atomowej. Grupa ta była interdyscyplinarna, jej członkowie posiadali dyplomy z chemii, biologii, matematyki albo fizyki. W jej skład wchodzili m.in. następujący naukowcy: pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".