Ordine nascosto trovato in un liquido di rotazione di quantum

Nell'elaborazione dell'informazione di quantum, i dati sono registrati e maneggiati come punte di quantum o qubits del `', generalizzazioni delle punte classiche del `1 del `0' e' su cui sono rappresentati tradizionalmente dal `' e dal `fuori' dalle condizioni degli interruttori convenzionali. Ampiamente è creduto che se i calcolatori su grande scala di quantum possono essere costruiti, possano risolvere determinati problemi, quale il codice che si rompe, esponenzialmente più velocemente calcolatori classici.

Teoricamente, la rotazione di un elettrone specifico è un qubit eccellente, ma in un materiale reale interagisce con altri elettroni e le relative proprietà utilizzabili di quantum sono perse velocemente. La nuova ricerca è importante perché dimostra esplicitamente, usando un materiale pratico, che tantissime rotazioni dell'elettrone possono coppia insieme per rendere una condizione meccanica di quantum senza l'analogo classico. In più, la squadra inoltre ha stabilito i fattori che interessano la distanza sopra cui l'ordine nascosto di quantum del `' può essere effettuato.

“Abbiamo avuti due obiettivi,„ spieghiamo il professor Gabriel Aeppli, direttore del centro di Londra per nanotecnologia e l'autore maggiore della carta. “Il primo era di indicare che potremmo realmente immagine l'ordine di quantum, che a volte si riferisce a come coerenza di fase. Il secondo scopo era di maneggiare la distanza sopra cui può essere effettuato.„ Questa distanza - e quanto sensibile è ai cambiamenti nelle impurità del prodotto chimico o di temperatura nel materiale - può essere essenziale nella determinazione se un materiale avrà applicazioni in vivo, dove sarebbe cruciale controllare ed effettuare l'ordine di quantum sopra i limiti predeterminati nello spazio e nel tempo.

La squadra ha studiato un materiale di ceramica che consiste delle catene degli ottaedri nichel-centrati dell'ossigeno ha posto faccia a faccia. Le catene sono non magneti comuni come quelle usate per riparare i ricordi sui portelli del frigorifero, ma un liquido esotico di rotazione di quantum in cui l'elettrone fila (analogo ai magneti di barra molto piccoli) il punto nei sensi casuali senza ordine particolare, neppure alle temperature molto insufficienti.

Per misurare l'ordine di quantum durante questo liquido classicamente disordinato, gli scienziati hanno usato i neutroni all'immagine le eccitazioni magnetiche - “vibrazioni„ o fluttuazioni delle rotazioni - e le distanze sopra cui potrebbero propagarsi. Gli esperimenti sono stati effettuati al centro di National Institute of Standards and Technology (NIST) per la ricerca del neutrone negli Stati Uniti ed all'acceleratore di particella di ISIS del laboratorio di Appleton di Rutherford nel Regno Unito.

Gli scienziati hanno trovato che malgrado il disordine classico apparente, le eccitazioni magnetiche potrebbero propagarsi sopra le catene lunghe degli atomi alla temperatura insufficiente - nel materiale al contrario magneticamente disordinato.

Altri esempi della coerenza su grande scala di fase di quantum comprendono i superconductors e i superfluids in cui la fisica di quantum conduce alle proprietà affascinanti.

La squadra inoltre ha scoperto che potrebbero limitare la coerenza o farli sparire complessivamente introducendo i difetti nel materiale aggiungendo le impurità chimiche (verniciare) o il riscaldamento. Questi difetti rompono le catene nelle secondario-catene indipendenti, ciascuna con il relativi propri, ordine nascosto. Questa parte della ricerca segnalata è il primo punto verso le condizioni di quantum filare-basate costruite in ceramica.

Aeppli ed altri membri della squadra notano che il loro lavoro inizialmente non è stato inteso per avere applicazioni dirette, ma che più successivamente hanno rend contoere che che cosa stanno imparando potrebbe applicarsi in una gamma dei campi da nanotecnologia alla computazione di quantum.

I collaboratori su questa ricerca includono: Guangyong Xu, dell'università del John Hopkins e del laboratorio nazionale di Brookhaven; Collin L. Broholm, Ying Chen e Michel Kenzelmann dell'Università John Hopkins e del centro del NIST per ricerca del neutrone; Yeong-Ah Soh dell'istituto universitario del Dartmouth; Gabriel Aeppli del centro di Londra per nanotecnologia e l'Università Londra; John. F. DiTusa dell'università di Stato della Luisiana; Gelo dalla funzione di ISIS, laboratorio di Appleton di Rutherford, Regno Unito del Christopher D.; Toshimitsu Ito e Kunihiko Oka dell'istituto nazionale di scienza e di tecnologia industriali avanzate (AIST), Giappone; e Hidenori Takagi da AIST e dall'università di Tokyo.

Il lavoro è stato costituito un fondo per dall'ufficio delle scienze di base di energia all'interno del Dipartimento per l'energia di Stati Uniti l'ufficio di scienza, il National Science Foundation, un premio di merito Wolfson-Reale di ricerca della società (Regno Unito) e dal programma di tecnologie di base dei Consigli di Ricerca BRITANNICI.

Note per i redattori:

Immagini:

Le immagini di noleggi sono disponibili dall'ufficio stampa.

Immagine 1

L'immagine di ordine di quantum ha fatto utilizzando i neutroni dal LCN (centro per nanotecnologia) /UCL di Londra per team ed i relativi collaboratori dagli Stati Uniti e dal Giappone all'acceleratore di particella di ISIS nel Regno Unito. Il picco rosso tagliente nel mezzo dell'immagine corrisponde alla coerenza o all'ordine quasi perfetta di quantum.

Immagine 2

Nichelare le catene dell'ossido che ospitano l'ordine di quantum nel di ceramica dell'ossido YBaNiO5 studiato.

Circa Londra concentrare per nanotecnologia

Il centro di Londra per nanotecnologia è un'impresa unita fra UCL (Università Londra) e l'istituto universitario imperiale Londra. Nel riunire infrastruttura di livello internazionale e le attività principali di ricerca in nanotecnologia, gli obiettivi del centro per raggiungere la dimensione critica per fare concorrenza alle migliori facilità all'estero. Ancora fungendo da un ponticello fra il biomedico, fisico, il prodotto chimico e le scienze di ingegneria il centro attraverserà “l'interfaccia della circuito--cellula„ - da un punto essenziale se il Regno Unito è rimanere internazionalmente competitivo in biotecnologia.

Web site: www.london-nano.com

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UCL è l'università BRITANNICA quarto-allineata nella tabella 2006 della lega delle 500 università principali del mondo prodotte dall'università delle tenaglie di Schang-Hai Jiao. Gli alunni di UCL includono Mahatma Gandhi (leggi 1889, politico indiano e leader spirituale); Jonathan Dimbleby (presentatore di filosofia 1969, del produttore e della televisione); Junichiro Koizumi (economia 1969, Primo Ministro del Giappone); Signore Woolf (leggi 1954, signore giustizia principale dell'Inghilterra & del Galles); Alexander Graham Bell (1860s di fonetica, inventore del telefono) e membri della fascia Coldplay.

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