`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Первые прямые доказательства спиновой симметрии в атомах

+22
голоса

Так же, как алмазы с идеальной симметрией могут быть необычайно блестящими, квантовый мир имеет свое симметричное великолепие, представляющее большую научную ценность.

В подтверждение этой экзотической теории квантовой физики, учные из JILA во главе с теоретиком Ана Мария Рей (Ana Maria Rey) и экспериментатором Цзюнь Е (Jun Ye) наблюдали первое прямое доказательство симметрии магнитных свойств – или ядерных спинов – атомов. Открытие может иметь практическую пользу, такую как возможность моделировать и лучше понять экзотические материалы, демонстрирующие такие явления, как сверхпроводимость и гигантский магниторезистивный эффект (резкое изменение электрического тока в присутствии магнитного поля).

Открытие JILA стало возможным благодаря ультрастабильному лазеру, используемому для измерения свойств наиболее точных и стабильных атомных часов.

«Спиновая симметрия имеет большое значение в материаловедении, так как она может привести к неожиданному поведению квантовой материи, - сказал Цзюнь Е. – Наша экспериментальная установка позволяет исследовать взаимодействие на очень малых шкалах энергии и лежащую в его основе симметрию».

Для обнаружения спиновой симметрии исследователи использовали атомные часы, изготовленные из 600—3000 атомов стронция, захваченных лазерным пучком. Атомы стронция имеют 10 возможных состояний спина ядра, который влияет на магнитное поведение. В коллекции атомов часов присутствует случайное распределение всех 10 состояний.

Исследователи проанализировали взаимодействия атомов – их столкновения – на двух электронных энергетических уровнях, используемых как "такты", на которые влияют спиновые состояния ядер атомов. В большинстве атомов электронные и ядерные спиновые состояния связаны, поэтому атомные столкновения зависит и от электронных, и от ядерных состояний. Но в стронции, как команда предсказала и подтвердила, этой связью можно пренебречь, что приводит к столкновениям, независимым от ядерных спиновых состояний.

В часах все атомы стремятся быть в одинаковых электронных состояниях. Используя лазеры и магнитные поля для манипулирования ядерными спинами, исследователи из JILA обнаружили, что, когда два атома имеют разные спиновые состояния ядер, независимо от того, какие из 10, они будут взаимодействовать с одинаково силой. Однако когда два атома имеют одинаковое состояние ядерного спина, то независимо от состояния они будут взаимодействовать гораздо слабее.

«Спиновая симметрии здесь означает, что атомные взаимодействия на их самом базовом уровне не зависят от ядерных спиновых состояний, - объясняет Цзюнь Е. - Тем не менее, интрига заключается в том, что хотя спин ядра не участвует прямо в процессе опосредованного электронами взаимодействия, он по-прежнему определяет, как атомы сближаются физически. Это означает, что, управляя ядерными спинами двух атомов – делая их одинаковыми или разными, - мы можем управлять их взаимодействием, или столкновениями».

Дальнейшие исследования предполагают спроектировать специфические спиновые условия для изучения новейшей квантовой динамики большой совокупности атомов.

Первые прямые доказательства спиновой симметрии в атомах

Это иллюстрация симметрии магнитных свойств атомов стронция. Исследователи из JILA наблюдали, что если два атома имеют одинаковые состояния ядерных спинов (вверху), они слабо взаимодействуют, и сила взаимодействия не зависит от того, какие из 10 возможных ядерных спиновых состояний участвуют. Если атомы имеют различные ядерные спиновые состояния (внизу), они значительно сильнее взаимодействуют, и, опять же, всегда с одинаковой силой

+22
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT