นักฟิสิกส์ในสหรัฐฯ ได้ทำให้ดรัมอลูมิเนียมขนาดเล็กที่มีขนาดเล็กลงเย็นลงจนเข้าใกล้ศูนย์สัมบูรณ์มากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ นักวิจัยที่ทำงานที่ ในเมืองโบลเดอร์ รัฐโคโลราโด กล่าวว่า เทคนิคการทำความเย็นนี้สามารถนำไปใช้กับงานหลายประเภท รวมถึงคอมพิวเตอร์ควอนตัมหรือเซ็นเซอร์ที่มีความแม่นยำสูง ดรัมซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 ไมครอน และหนา 100 นาโนเมตร ถูกฝังไว้บนชิป
โดยเป็น
ส่วนหนึ่งของวงจรตัวนำยิ่งยวด จอห์น ทอยเฟลจาก NIST อธิบาย เพื่อทำให้ดรัมเย็นลง นักวิจัยได้วางวงจรในห้องสุญญากาศที่อุณหภูมิ 37 mK ก่อน จากนั้นพวกเขาจะหมุนเวียนไมโครเวฟผ่านวงจร โฟตอนไมโครเวฟกระทบกับอะตอมของดรัมและแย่งอะตอมของโมเมนตัมบางส่วนไป
ดังนั้น เมื่ออะตอมเคลื่อนที่ช้าลง โฟตอนจะลดอุณหภูมิของดรัมลงเหลือ 360 μK ชี้ให้เห็นว่าในการทดลองนี้ อุณหภูมิถูกกำหนดแตกต่างจากที่เข้าใจตามอัตภาพในอุณหพลศาสตร์ เมื่อพวกเขาบอกว่าบรรลุ 360 μK ไม่ได้หมายความว่าอะตอมเกือบจะหยุดนิ่ง ค่อนข้าง กลองสามารถสั่นพร้อมๆ กัน
ที่ช่วงความถี่ต่างๆ ได้ แต่ในการทดลอง พวกเขาจำกัดให้สั่นเฉพาะความถี่ต่ำสุดเท่านั้น เตะแบบสุ่มเป็นเวลาหลายปีที่นักฟิสิกส์ใช้โฟตอนเพื่อทำให้ระบบทางกายภาพเย็นลง ซึ่งรวมถึงอะตอม โมเลกุล และแม้แต่กระจกในช่องแสง แต่ความสามารถในการระบายความร้อนของโฟตอนมักถูกจำกัด
ด้วยเสียง เนื่องจากหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก อธิบายว่าโดยรวมแล้ว ในขณะที่โฟตอนขโมยโมเมนตัมจากดรัม บางครั้งพวกเขาก็ให้โมเมนตัม “สุ่มเตะ” กลับไปที่ดรัมเนื่องจากความผันผวนของควอนตัม เชื่อกันว่าสัญญาณรบกวนนี้จะเกิดขึ้นเมื่อใดก็ตามที่โฟตอนถูกใช้เพื่อทำให้เย็นลง
และจะป้องกันไม่ให้โฟตอนเย็นลงเกินกว่าอุณหภูมิที่กำหนดซึ่งเรียกว่า “ขีดจำกัดควอนตัม” อธิบายว่านวัตกรรมในกลุ่มของเขาคือการหาวิธีกำจัดเสียงรบกวนให้เกินขีดจำกัดควอนตัม นักวิจัยประสบความสำเร็จโดยใช้แสงชนิดพิเศษที่เรียกว่าแสงบีบ แสงบีบเป็นแสงที่มีความไม่แน่นอนทาง
วิศวกรรม
โฟตอนทั้งหมดอยู่ภายใต้หลักการความไม่แน่นอน ตัวอย่างเช่น ยิ่งคุณรู้ตำแหน่งของโฟตอนมากเท่าไหร่ คุณก็ยิ่งรู้โมเมนตัมของมันแย่ลงเท่านั้น แม้ว่านักฟิสิกส์จะไม่สามารถกำจัดความไม่แน่นอนพื้นฐานนี้ได้ แต่พวกเขาก็ค้นพบว่าพวกเขาสามารถแจกจ่ายมันใหม่ได้ ตัวอย่างเช่น หากพวกเขาต้องการทราบ
ตำแหน่งของโฟตอนที่แม่นยำยิ่งขึ้น พวกเขาก็สามารถเสียสละความแม่นยำในการวัดโมเมนตัมได้
ใช้กฎอย่างชาญฉลาดกลุ่มกระจายความไม่แน่นอนระหว่างความเข้มของโฟตอนและเฟสของมัน เช่น โฟตอนกระทบกับดรัมในลักษณะที่ประสานกันเพื่อกำจัดสัญญาณรบกวนแบบสุ่ม
เขาระมัดระวังที่จะชี้ให้เห็นว่าพวกเขาไม่ได้ละเมิดกฎของกลศาสตร์ควอนตัม “เราแค่ใช้กฎอย่างชาญฉลาด” เขากล่าว เทคนิคนี้ในทางทฤษฎีสามารถทำให้วัตถุเย็นลงโดย “ปิดโดยพลการ” ให้เป็นศูนย์สัมบูรณ์ หมายความว่าในขณะที่การเข้าถึงศูนย์สัมบูรณ์เป็นไปไม่ได้ นักทดลองสามารถเข้าใกล้วัตถุ
ได้โดยไม่ถูกจำกัดด้วยสัญญาณรบกวนโฟตอนควอนตัมระดับความเย็นนี้หมายความว่าสามารถสังเกตการสั่นสะเทือนในถังซักได้เนื่องจากผลกระทบทางควอนตัม ซึ่งมักจะถูกกลบด้วยการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน นอกจากนี้ Teufel ยังกล่าวอีกว่าเทคนิคการระบายความร้อนสามารถใช้เพื่อสร้างเครื่องตรวจจับ
ที่มีความไว
สูงเช่นเซ็นเซอร์วัดแรงหรือเครื่องวัดสนามแม่เหล็ก “คุณสามารถวัดทุกสิ่งที่ดันบนกลองได้อย่างละเอียดอ่อน” เขากล่าวยังต้องการใช้ดรัมในการคำนวณควอนตัม ตัวอย่างเช่น ข้อมูลควอนตัมสามารถเข้ารหัสเป็นการสั่นสะเทือนที่ยาวนานในดรัม การสั่นสะเทือนเหล่านี้สามารถใช้เป็นที่เก็บข้อมูลได้
จิตใจถูกเป่า“งานนี้น่าตื่นเต้นเพราะคนส่วนใหญ่ในภาคสนามคิดว่าพวกเขาติดอยู่กับเสียงควอนตัมไปตลอดกาล” ของแคนาดา ผู้ไม่เกี่ยวข้องกับงานนี้ กล่าว เพื่อก้าวข้ามขีดจำกัดควอนตัม กลุ่มของทอยเฟลจึงคิดนอกกรอบจริงๆ “ไม่มีใครมีเหตุผลโดยสัญชาตญาณที่จะคิดว่า [แสงที่บีบ] จะทำอะไรบางอย่างได้”
แตกต่างจากเส้นใยคาร์บอนตรงที่มีความยืดหยุ่นอย่างน่าทึ่ง พวกมันสามารถบิด แบน และงอเป็นวงกลมเล็กๆ หรือรอบโค้งหักศอกได้โดยไม่แตกหัก และการบิดเบี้ยวอย่างรุนแรงของส่วนตัดขวางของท่อนาโนจะไม่ทำให้ท่อนาโนแตก นอกจากนี้ การจำลองไดนามิกของโมเลกุลและเพื่อนร่วมงานระบุว่า
ในหลายกรณี ท่อนาโนควรกลับคืนสู่รูปร่างเดิมเมื่อความเค้นที่บิดเบี้ยวถูกกำจัดออกไป ตั้งแต่ตัวนำยิ่งยวดไปจนถึงฉนวน” เขากล่าว “นั่นเปิดโอกาสมากมายสำหรับอุปกรณ์ควอนตัม” ผลที่ได้คือแบบมุมมหัศจรรย์สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับฟิสิกส์ของตัวนำยิ่งยวดที่แปลกใหม่เหล่านี้
เช่นเดียวกับในฟิชชัน นิวตรอนที่เกิดขึ้นจากกระบวนการสปอลเลชันมีพลังงานสูงมาก และต้องถูกทำให้ช้าลงด้วยขนาดต่างๆ ตามลำดับ จาก MeV ถึง meV สิ่งนี้ทำได้โดยตัวกลั่นไฮโดรเจน เช่น น้ำที่อุณหภูมิห้อง มีเทนที่ 100 K และไฮโดรเจนเหลวที่ 20 K ตัวกลั่นเหล่านี้ซึ่งล้อมรอบเป้าหมายการปะทุ
ใช้ประโยชน์จากส่วนตัดขวางที่ไม่ยืดหยุ่นขนาดใหญ่ของไฮโดรเจนเพื่อทำให้นิวตรอนช้าลง โดยการชนซ้ำกับนิวเคลียสของไฮโดรเจน สเปกตรัมนิวตรอนซับซ้อนกว่าสเปกตรัมจากเครื่องปฏิกรณ์ มันมีสองส่วน: บริเวณที่ “ชะลอตัว” ของนิวตรอนที่ร้อนกว่า, ทำให้เทอร์มอลไลซ์ไม่สมบูรณ์
และลักษณะการกระจายแมกซ์เวลล์ของอุณหภูมิโมเดอเรเตอร์ เนื่องจากนิวตรอนที่มีพลังงานต่างกันทำปฏิกิริยากับระบบโมเดอเรเตอร์อย่างซับซ้อน ดังนั้นคุณลักษณะของนิวตรอนที่ผลิตโดยแหล่งกำเนิดพัลซิ่งจึงแตกต่างอย่างมากจากที่ผลิตในเครื่องปฏิกรณ์ (รูปที่ 1c) ฟลักซ์ตามเวลาเฉลี่ย
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
