• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Uut tüüpi kvant-ühendus

24.04.2012 by Anu Mets Leave a Comment

RIKENi Arenenud Teaduse instituudi uurijad kavandasid koos kolleegidega uut tüüpi kvantbiti, mida nimetatakse „faasi-lõhe kvantbitiks“. See uudne kvantbitt võimaldas läbi viia maailma esimese „koherentse kvant-faasi lõhe“ (coherent quantum phase slip ) demonstratsiooni. Teedrajav tulemus valgustab tabamatut fenomeni, mille olemasolu – saja-aastase ülijuhtivuse teooria loomulikku tulemust – on kaua spekuleeritud, kuid pole seni kunagi vaadeldud.

Ülijuhtivale silmusele lisati õhuke ülijuhtiv juhe. Pilt: RIKEN

Ülijuhtivus kirjeldab nähtust, mille korral elektronid läbivad teatud tüüpi aineid ilma takistuseta juhul, kui neid on jahutatud alla teatud temperatuuri. Ülijuhtivuse tähtsaimate rakenduste seas on tunnelkontakt ehk Josephsoni ühendus, mis on nime saanud füüsiku Brian Josephsoni järgi. Ta ennustas 1962. aastal, et ülijuhtivus võib tekitada kanali õhukese isoleeriva kihiga eraldatud ülijuhtide vahele. Tunnelkontaktiks ehk tunnelsiirdeks nimetatud fenomeni on rakendatud mitmesugustes kasutusalades, sealhulgas magnetomeetrite kavandamisel, pinge normeerimisel ja kvant-arvutustehnikas, kirjutab Phys.org.

Sellel joonisel on kujutatud Josephsoni tunnel (vasakul) ja koherentne kvant-faasi lõhe (paremal). Vasakul on kaks ülijuhti eraldatud õhukese isolaatoriga (käesoleval juhul ruumiga). Ülijuhtiv elektronpaar tekitab üle isolaatori tunnelleerides elektrivoolu. Paremal eraldab kaht isolaatorit ülijuht. Elektrivoolu tekitab üle ülijuhi tunnelleeriv magnetvoog. Pilt: RIKEN

Teadlased on kaua olnud teadlikud intrigeerivast teoreetilisest paralleelist tunnelsiirdele, milles isolaator ja ülijuht vahetavad kohad: selle asemel, et elektrilaengud hüppaksid ühest ülijuhtivast kihist teise üle isolaatorist kihi, hüppavad magnetvoo kvandid ühest isolaatorist teise üle ülijuhtiva kihi. Selle paralleeli puhul asendatakse tunnelsiirdes elektronide kvant-tunnelleerimine koherentse faasi „lõhega“. See on kvantmuutuja, millel on ülijuhtivates vooluringides kaksikroll elektrilaengu suhtes.

Koherentse kvant-faasi lõhena (ingl.k. coherent quantum phase slip – CQPS) tuntud fenomen on kaua olnud vaid teooria – kuid mitte enam. Teadusajakirjas Nature kirjeldavad Oleg Astafiev ja kolleegid RIKENi Arenenud Teaduse instituudist ja NECi Targa Energia uurimustöö laboratooriumidest esimest otsest CQPS vaatlust kitsas ülijuhtivas indiumoksiidist juhtmes. See juhe lisati suuremale ülijuhtivale skeemile, moodustamaks uue seadme, mida nimetatakse faasi-lõhe kvantbitiks. Selles seadmes ümbritsevad ülijuhtivat kihti kahelt poolt isolaatorkihid, milleks on tühi ruum.

Energia spektroskoopiat kasutades tekitati energialõhe. Selle olemasolu tuvastab koherentse tunnelleerimise esinemise. Pilt: RIKEN.

Kui teadlased häälestasid seda skeemi läbivat magnetvoogu ja skaneerisid samal ajal mikrolainesagedusi, avastasid nad süsteemi kahe magnetvoo seisundi energiakõverates energialõhe, nagu ennustas teooria. See lõhe on kvantmehaanika tulemus, mis hoiab ära selle, et kaks seisundit võtaksid sama energiataseme. Selle vältimiseks on osakesed sunnitud tunnelleerima üle ülijuhtiva kihi – ja läbi kvant-faasi-lõhe kitsas juhtmes. Näidates lõplikult CQPS-i esinemist, juhatab see edukas eksperiment sisse ka uudse seadmete klassi, mis kasutavad ära kvant-faasi-lõhe ainulaadset funktsionaalsust selleks, et rajada uut teed ülijuhtivas elektroonikas.

Allikas

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Nanokamm pärsib Casimiri efekti
  2. Üksiku footoni genereerimise tehnoloogia
  3. Hämmastav pilt väikseimast võimalikust viierõngalisest struktuurist
  4. Valmistati terahertskiirguse ribafilter ning polarisaator
  5. Esimene, kiire ja kiirem
  6. Edusammud tunnelväljatransitoride tehnoloogias
  7. Hollandi teadlased avastasid Braggi difraktsiooni uue vormi
  8. Eksperiment näitas, et aatomituum võib läbipaistvaks muutuda
  9. Peaaegu täiuslik: samm lähemal superläätse valmistamiseni
  10. Vaadates kvantmehaanikat palja silmaga

Filed Under: Teadusuudised Tagged With: kvantnähtused

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in