Cambridge’i teadlaste meeskonna ehitatud pooljuhtkiip viib elektronid kvantseisundisse, kiirates valgust, mis on piisavalt tugev palja silmaga nägemiseks. Kuna nende kvantseisundis ülivoolavat vedelikku on võimalik hõlpsasti ergastada valgustades seadet laserkiirtega, võib teadlaste edasiarendus praktiliselt viia ülitundlike detektorite väljatöötamiseni.
Kvantmehaanika kui füüsikaline “mehhanism” näitab tavaliselt oma mõju vaid imeväikestele osakestele ülimadalatel temperatuuridel. Uurijate meeskond segas aga elektrone valgusega, sünteesimaks ülisuuri, inimese juuksekarva jämedusi kvantosakesi, mis käituvad ülijuhtidena. Teadlased ehitasid kiipi mikroskoopilisi avausi, mis püüavad valguse lõksu elektronide läheduses. Nii loodi uued osakesed – „polaritonid“ –, mis liiguvad oma väikese kaalu tõttu kergelt ja laialt ringi, kirjutab Physorg.com.
Kaksiklaine/ valguse iseloom osakesena. Pilt: Meeblax, Flickr
Dr. Gab Christmann tootis koostöös professor Jeremy Baumbergi ja Dr. Natalia Berloffiga erilised uued näidised, mis võimaldavad polaritonidel vabalt ringi voolata ilma kuhugi kinni jäämata. Olles viidud kahte laservalguskiirde, hakkas kvantvedelik spontaalselt võnkuma edasi ja tagasi, moodustades võnkumise käigus teadlastele tuntud kvantpendliseisundeid, mis aga olid tuhandeid kordi tavapärasest suuremad.
Christmann sõnas järgmist: „Need polaritonid eelistavad ülekaalukalt marssida teineteisega ühes taktis, mässides end kvantmehaaniliselt kokku.“
Tekkinud kvantvedelikul on mõned kummalised omadused. Näiteks üritab vedelik iseend tõrjuda. See võib ka keerelda kindlate koguste kaupa, luues korrapäraste joontena laiali laotunud keeriseid (vortekseid).
Nihutades laserkiiri teineteisest eemale, kontrollisid teadlased otse kvantvedeliku liikumist, moodustades inimese tukslevast südamest miljon korda kiiremini võnkuvaid pendli.
„Me ei oodanud kunagi midagi sellist otse näha; on imekspandav, kui “peegeltäpsed” meie näidised olema peavad. Me võime oma polaritonist kvantvedelike jõgesid käigu pealt juhtida, liigutades samu laserkiiri, mis need lõid,“ lisas Dr. Christmann.
Laserkiirte arvu tõstmine looks veelgi keerulisemaid kvantseisundeid. Uurimustöö eesmärgiks on luua seesuguseid kvantseisundeid elektrilise aku abil toatemperatuuril. See võimaldaks luua uue põlvkonna ülitundlikke güroskoope, mõõtmaks külgetõmbejõudu ja magnetvälju ning loomaks kvantvooluringe.
Teadusartikkel: „Sculpting oscillators with light within a nonlinear quantum fluid”
Leave a Reply