Polski Serwis Naukowy - OnLine od 1999 roku
 RSS
Czwartek, 31 maja 2012
Petronia, Bożysława, Ernestyna, Teodor
 1891: budowa Kolei Transsyberyjskiej
1970: zagłada miasta Yungay w Peru
WHO: Dzień bez Papierosa
Nowe publikacje
Uwzględnienie współczynnika Q w mechanice kwantowej
Dodano:
|11 Mar 2011|, 2011 17:37
|
|
|
Wszystkie obiekty się poruszają W świecie zdominowanym przez urządzenia elektroniczne łatwo jest zapomnieć, że wszystkie pomiary wiążą się z ruchem - czy to ruchem elektronów w tranzystorze, czy to manipulowaniem elementami mechanicznymi. Wyniki nowych badań finansowanych przez UE sugerują, że mechanika kwantowa może być kluczem do uzyskania odpowiedzi na pytanie, w którym momencie ruch ustanie.
Badacze z Uniwersytetu Wiedeńskiego w Austrii oraz uczelni Technische Universität München w Niemczech ogłosili w czasopiśmie Nature Communications swoje odkrycia, dzięki którym został rozwiązany długo nękający naukowców problem dotyczący konstrukcji rezonatorów mikroelektromechanicznych i nanoelektromechanicznych.
Obecnie rezonatory mikroelektromechaniczne i nanoelektromechaniczne są wykorzystywane podobnie jak pierwsze wykrywacze siły, ale mają znacznie większe możliwości - rzędu zeptoniutonów (10-21 N). Do nowych potencjalnych zastosowań należy pomiar sił oddziałujących pomiędzy cząsteczkami i sił powstających w wyniku magnetycznego rezonansu elektronów.
Przyszłość niezmiernie małych urządzeń mechanicznych przedstawia się obiecująco, jednak ich najatrakcyjniejsze zastosowania pozostają kwestią dalszych szczegółowych badań. Choć takie czujniki podlegają prawom fizyki klasycznej, w warunkach laboratoryjnych wyraźnie dostrzegalne są efekty kwantowe.
Obecnie możliwe (i bardzo interesujące) jest badanie wewnętrznych fluktuacji kwantowych, którym podlega samo urządzenie mechaniczne. Jakie warunki są potrzebne do ich obserwacji i czego możemy się dzięki nim dowiedzieć? W ramach najnowszego badania przeanalizowano minimalizację rozpraszania energii.
Gdy szarpiemy struny instrumentu muzycznego, na przykład gitary, dzięki wibracjom powstają fale akustyczne, które odbieramy w formie dźwięku. Czystość emitowanego dźwięku jest ściśle powiązana z zanikaniem amplitudy drgań, tj. utratą energii mechanicznej (współczynnik Q) układu.
Im większa wartość współczynnika Q, tym czystszy ton i dłuższy czas drgania układu do momentu wytłumienia dźwięku. Do niedawna problemem było dokładne przewidzenie wartości możliwego do osiągnięcia współczynnika Q, nawet w przypadku względnie prostej geometrii.
Zespół badawczy opracował narzędzie do rozwiązywania problemów numerycznych z wykorzystaniem skończonej liczby elementów. Za jego pomocą można określić wytłumienie wynikające z konstrukcji prawie dowolnego rezonatora mechanicznego.
"Wyznaczamy obliczeniowo, w jaki sposób elementarne wzbudzenia mechaniczne czy fonony rozchodzą się z rezonatora mechanicznego ku obudowie urządzenia" - powiedział Garrett Cole, starszy naukowiec w grupie Aspelmeyera Uniwersytetu Wiedeńskiego.
Pomysł opiera się na pracach Ignacio Wilsona-Rae, fizyka z Technische Universität München. We współpracy z grupą naukowców wiedeńskich zespół zaproponował rozwiązanie numeryczne mające na celu obliczenie sposobu rozchodzenia się fononów w prosty sposób za pomocą standardowego komputera PC.
Zdolność prognostyczna narzędzia numerycznego uwzględniającego współczynnik Q eliminuje istniejącą obecnie konieczność spekulacji (stosowania metody prób i błędów) w procesie tworzenia drgających struktur mechanicznych. Badacze wskazali, że proces ten jest niezależny od skali i może zostać zastosowany zarówno w odniesieniu do nanourządzeń, jak i układów makroskopowych.
Badanie było współfinansowane w ramach następujących projektów UE: MINOS ("Układy mikrooptomechaniczne i nanooptomechaniczne w technologiach ICT i QPIC"), QESSENCE ("Kwantowe interfejsy, czujniki i komunikacja w oparciu o zjawisko splątania"), IQOS ("Zintegrowane kwantowe układy optomechaniczne") oraz QOM ("Optomechanika kwantowa: podstawa kwantowa oraz informacje kwantowe w mikroskali i nanoskali").
Projekty MINOS i QESSENCE uzyskały wsparcie w wysokości odpowiednio 2,27 i 4,7 mln euro w ramach obszaru tematycznego "Technologie informacyjne i komunikacyjne" (Information and communication technologies, ICT) Siódmego Programu Ramowego (7PR). Projekt IQOS uzyskał wsparcie w wysokości 171 412 euro w ramach grantu "Międzynarodowe stypendia przyjazdowe" programu Marie Curie, natomiast projekt QOM uzyskał wsparcie w wysokości 1,67 mln euro w ramach grantu startowego Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych.
Za: CORDIS
Czy wiesz że...?
wersja BETA
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".
|
|
|
^ |
|
 |
|
Komentarze: brak |
|
Powered by
phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
|
Do druku