• 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

Kuidas jagada Cooper’i paare?

10.03.2015 by Kaido Reivelt Leave a Comment

Antakse teada, et Soome ja Venemaa teadlastel on läinud korda nn Cooper’i paare moodustavad elektronid ruumiliselt eraldada nii, et võivad tekkida omavahel  kvantmehaaniliselt seotud elektronide paarid. Sellised, nn põimolekus elektronid on vajalikud näiteks kvantarvutite ehitamisel. Eksperimendis kasutati kahte grafeenist tehtud kvanttäppi.

PW-2015-03-10-Cartlidge-graphene

Selline näeb välja grafeen – vaid üks kiht süsiniku aatomeid.

On olemas mittejuhid, pooljuhid, juhid ja … ülijuhid. Ülijuhtide elektritakistus on null või nullilähedane. Ülijuhtide teooria räägib Cooper’i paaridest – kui juhtides on elektrivool elektronide suunatud liikumine, siis ülijuhis liiguvad elektronid paarikaupa. Selliseid paare nimetatakse Cooper’i paarideks ja selle koosseisus olevate elektronide kohta öeldakse, et nad on põimitud, ehk põimolekus.

Kui ülijuhtides tekivad põimolekus elektronid lihtsalt, siis teine kogukond teadlasi tegeleb aktiivselt võimaluste otsimisega, kuidas põimolekus kvantsüsteeme tekitada. Ainuke Cooper’i paaride “viga”, mis takistab neid kasutamast näiteks kvantarvutite prototüüpides, on asjaolu, et Cooper’i paaride elektrone ei õnnestu ruumiliselt eraldada, nad liiguvad koos, ühte ja sedasama juhet mööda. Õigemini öeldes, nende eraldi liikumise tõenäosus on väga väike. Kuidas seda tõenäosust suurendada?

Üks võimalus on asendada juhtmed nanoskoopiliste kvanttäppidega – sellistes süsteemides on võimalik elektronide energiatasemed sedavõrd täpselt paika sättida, et ühe Cooper’i paari elektronid satuvad erinevatele energiatasemetele ja neid saab siis eraldada.

quantum-dots-micrograph

Eksperimendis kasutatud grafeenilehe pilt elektronmikroskoobis. Heledam hal on ränidioksid, tumedam grafeen. Grafeeni kvanttäpid on väiksed tumedad ristkülikud grafeenist ribade otstes. Valge joone pikkus on 1 µm.

Värskelt avaldatud töös on Pertti Hakonen koos kolleegidega Aalto Ülikoolist ja Gordey Lesovik Landau Teoreetilise Füüsika Instituudist Venemaal kasutanud kvanttäppide tegemiseks pooljuhtide asemel grafeeni. Mõte selles, et kuna grafeen on üliõhuke materjal, koosnedes vaid ühest süsiniku aatomite kihist, siis on elektronide liikumine seal palju sirgem ning järelikult on ka väiksem tõenäosus, et nad kiirgavad elektromagnetlaineid, mis võiks nende spinnolekut muuta.

Eksperimendis seati kvanttäppide energiatasemed selliselt, et need klapiksid täpselt ülijuhis tekkivate Cooper’i paaride elektronide energiatega. Pärast seda muutsid nad pinget ühel kvanttäpil ja mõõtsid teist kvanttäppi läbivat voolu. Nad avastasid, et enamikel pingetel ei olnud teises kvanttäpis üldse voolu, aga teatud pingel vool ühtäkki tekkis. Voolu tekkimist seletasid uurijad Cooper’i paaride elektronide eraldumisega.

Hakonen ja kolleegid hindavad, et selliselt suudetakse lahutada 10% Cooper’i paaridest, nii et edenemisruumi veel on. Tõestamist vajab ka see, et niimoodi eraldatud Cooper’i paaride elektronide vahel säilub põimolek, mis on krutsiaalne kvantrakendusteks.

Allikas: physicsworld.com

 

 

 

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Tõestati kvantalgoritm
  2. Kvantarvutite torujas tulevikustsenaarium
  3. Sooritati uut tüüpi, ent esialgu ebapraktiline kvanttehe
  4. Füüsika Nobeli laureaadi kommentaar kvantarvutuse tulevikule
  5. Maailma väikseim transistor koosneb vaid ühest aatomist
  6. Kvantmehaanika võimaldab täiesti turvalist pilve-arvutustehnikat
  7. Teadlased valmistasid ränil kasutamiseks ülipeene juhtme
  8. Teadlased tekitasid vaakumist valgust
  9. Harvardi Ülikooli teadlaste töö viis sammu lähemale kvantinfovõrgu loomisele
  10. Elektronidega mängimise tulevikutehnoloogia

Filed Under: Teadusuudised Tagged With: Kvantarvutid

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 © 2023 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in