ข่าว

ปรากฏการณ์ 'แปลกใหม่' ที่ค้นพบใหม่ปูทางสำหรับอุปกรณ์ควอนตัม

ปรากฏการณ์ 'แปลกใหม่' ที่ค้นพบใหม่ปูทางสำหรับอุปกรณ์ควอนตัม


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

นักวิจัยจาก MIT พบปรากฏการณ์ทางกายภาพแปลกใหม่ที่เรียกว่า Kohn anomaly เป็นครั้งแรกในวัสดุประเภทที่ไม่คาดคิด

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าการค้นพบนี้สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับกระบวนการพื้นฐานบางอย่างที่กำหนดปฏิสัมพันธ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนภายใต้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากของเรา

ที่เกี่ยวข้อง: ASTRONOMERS สร้าง 'สถานะที่ห้าของเรื่อง' ในสถานีอวกาศระหว่างประเทศ

ในทางกลับกันสิ่งนี้อาจนำไปสู่ ​​"การพัฒนาวัสดุที่มีคุณสมบัติทางความร้อนหรืออิเล็กทรอนิกส์ [ที่] ใหม่มากเราต้องใช้เวลาคิดว่ามันจะทำอะไรได้บ้าง" Brent Fultz ศาสตราจารย์ด้านวัสดุศาสตร์และฟิสิกส์ประยุกต์ที่ คาลเทคซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้

การศึกษาปฏิสัมพันธ์ทางอิเล็กทรอนิกส์

กระบวนการทางกายภาพที่เกิดขึ้นภายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากถูกกำหนดโดยปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนและโฟตอนซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคลื่นของการสั่นสะเทือนผ่านวัสดุที่เป็นผลึก

ในบรรดากระบวนการที่ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้มีผลต่อวิธีที่วัสดุต้านทานกระแสไฟฟ้าเช่นเดียวกับอุณหภูมิที่วัสดุบางชนิดกลายเป็นตัวนำยิ่งยวดและความต้องการอุณหภูมิต่ำมากสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม

ปัญหาคือปฏิสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนกับโฟตอนเป็นเรื่องยากที่จะศึกษาในรายละเอียดอย่างไม่น่าเชื่อเนื่องจากพวกมันอ่อนแอและอ่านยาก

ในการเสนอราคาเพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ให้ชัดเจนยิ่งขึ้นทีมนักวิจัยจาก MIT ได้กระตุ้นให้เกิดความผิดปกติของ Kohn ซึ่งก่อนหน้านี้เคยคิดว่ามีอยู่ในโลหะเท่านั้นในวัสดุแปลกใหม่ที่เรียกว่า topological Weyl semimetal

ทีมงานกล่าวว่าการค้นพบนี้สามารถช่วยให้เข้าใจปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างอิเล็กตรอนและโฟตอนได้โดยช่วยในการค้นหาวัสดุใหม่ ๆ สำหรับคอมพิวเตอร์ขั้นสูง

การแต่งงานของทฤษฎีและการสังเกต

การศึกษาซึ่งขึ้นอยู่กับการคาดการณ์ทางทฤษฎีและการสังเกตการทดลองได้รับการเผยแพร่ในสัปดาห์นี้ในวารสารจดหมายทบทวนทางกายภาพ

ความผิดปกติของโคห์นถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1950 โดยนักฟิสิกส์วอลเตอร์โคห์น ซึ่งสะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันบางครั้งเรียกว่าการกระดิกหรือหงิกงอในกราฟที่อธิบายพารามิเตอร์ทางกายภาพที่เรียกว่าฟังก์ชันตอบสนองของอิเล็กตรอน

ความไม่ต่อเนื่องอย่างกะทันหันนี้สะท้อนให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงความสามารถของอิเล็กตรอนในการป้องกันโฟตอน สิ่งนี้สามารถทำให้เกิดความไม่เสถียรในการแพร่กระจายของอิเล็กตรอนผ่านวัสดุและอาจนำไปสู่คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ใหม่ ๆ

ในการวัดปฏิสัมพันธ์ที่แม่นยำเหล่านี้ทีมงานได้ใช้หัววัดการกระจายนิวตรอนและรังสีเอกซ์ขั้นสูงที่ห้องปฏิบัติการระดับชาติสามแห่ง ได้แก่ ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Argonne ห้องปฏิบัติการแห่งชาติโอ๊คริดจ์และสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติเพื่อตรวจสอบพฤติกรรมของวัสดุแทนทาลัมฟอสไฟด์

“ เราคาดการณ์ว่ามีความผิดปกติของโคห์นในเนื้อหาตามทฤษฎีที่บริสุทธิ์” ศาสตราจารย์ Mingda Li อธิบายในข่าวประชาสัมพันธ์ เมื่อใช้การคำนวณ "เราสามารถแนะนำการทดลองไปยังจุดที่เราต้องการค้นหาปรากฏการณ์และเราเห็นข้อตกลงที่ดีระหว่างทฤษฎีและการทดลอง"

Martin Greven ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยมินนิโซตาซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยนี้กล่าวว่างานชิ้นนี้“ มีความกว้างและความลึกที่น่าประทับใจซึ่งครอบคลุมทั้งทฤษฎีที่ซับซ้อนและการทดลองแบบกระจาย มันทำลายรากฐานใหม่ในฟิสิกส์ของสสารที่ควบแน่นซึ่งก่อให้เกิดความผิดปกติของโคห์นรูปแบบใหม่”

ทีมวิจัยกล่าวว่าความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับข้อต่ออิเล็กตรอน - โฟนอนผ่านการสังเกตใหม่เกี่ยวกับความผิดปกติของโคห์นสามารถช่วยนำไปสู่วิธีการพัฒนาวัสดุเช่นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงหรือคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทนต่อความผิดพลาดได้ดีขึ้น

“ ฉันคิดว่าสิ่งนี้สามารถทำให้เราเข้าใจกระบวนการเพิ่มเติมที่จะเป็นรากฐานของวัสดุเหล่านี้ซึ่งถือเป็นคำมั่นสัญญามากมายสำหรับอนาคต” Andrejevic ผู้ซึ่งร่วมกับนักวิทยาศาสตร์ด้านการวิจัยเฟยฮานเป็นผู้เขียนร่วมในบทความนี้

ด้วยการขยายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวัสดุแปลกใหม่เหล่านี้เราอาจเห็นความก้าวหน้าที่ยังไม่เป็นที่รู้จักในสาขาต่างๆเช่นคอมพิวเตอร์ควอนตัมซึ่งสัญญาว่าจะปฏิวัติวิธีที่เราโต้ตอบกับโลกดิจิทัล


ดูวิดีโอ: 7 ปรากฏการณทางทะเลทคณอาจไมเชอวามอยจรง (ธันวาคม 2022).