За движением электронов проследили с рекордной точностью

За движением электронов проследили с рекордной точностью

Группа британских исследователей провела серию экспериментов с полупроводником, в котором перемещался единственный электрон. Подробности со ссылкой на статью физиков в журнале Physical Review Letters приводит Physics, издание Американского физического общества.

Специалисты из Кембриджского университета, Университетского колледжа Лондона и Национальной физической лаборатории изучали систему, в основе которой был так называемый одноэлектронный насос - устройство, которое выпускает строго по одному электрону с заданной энергией в известный промежуток времени. Аналогичный насос используется для определения эталона ампера.

Выходившие из насоса электроны имели энергию на порядки больше, чем частицы в самом полупроводнике. Они двигались к электроду, который замыкал цепь, по одиночке и потому ток в цепи оказывался очень мал. За счет этого ученые могли сделать выводы о движении отдельных частиц на основе наблюдений за динамикой сила тока.

На экспериментальном образце были размещены также электроды, на которые можно было подавать переменное напряжение с заданной амплитудой и частотой, создавая регулируемые потенциальные барьеры. Кроме того, всю систему охладили до 0,3 кельвина в криостате и поместили между полюсами мощного магнита, поле которого могло отклонять электроны так, чтобы они двигались вдоль одного из краев образца.

Физикам выяснили, что электроны практически не теряют энергии при помещении полупроводника в магнитное поле с индукцией в 12 тесла, однако уменьшение поля вдвое, до 6 тесла, резко увеличивает взаимодействие частиц с атомами материала. Это наблюдение, как отмечают исследователи, может иметь важное значение в области квантовых вычислений.

Ранее ученые считали, что попавшие в полупроводник электроны практически сразу передают свою энергию другим частицам и за счет этого меняют свое собственное квантовое состояние. Новые результаты заставляют предположить, что как минимум в сильном магнитном моле (магнитной индукция в 12 тесла больше магнитной индукции магнита для самого мощного в мире и еще не построенного томографа) возможно достичь передачи электронов без изменения их состояния и, следовательно, в пригодном для квантовых вычислений виде.

Для квантовых компьютеров важно, чтобы обеспечивающая вычисления система была во время работы не подвержена действию других объектов. При взаимодействии квантовых элементов с окружением их заданное экспериментаторами состояние меняется плохо предсказуемым образом и это делает какие-либо манипуляции бессмысленными. Над сохранением квантового состояния работают различные коллективы исследователей, пытаясь как увеличить срок хранения тех или иных объектов, так и найти способ восстанавливать их состояние.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
Представлена лампа, управляемая движением руки
Luminch One представляет собой интерактивную лампу, управляемую движением руки. Чтобы включить свет достаточно взмахнуть над ней рукой, а для изменения яркости необходимо перемещать руку вверх и вниз. Отслеживание положения руки осуществляется за счет установленного в лампе инфракрасного датчика. Питание ..
2012-01-4 1746 0 Технология
0
Физики разработали фемтосекундную микроскопию для электромагнитных полей
Физики из Университета Людвига Максимилиана разработали новую методику электронной микроскопии, которая позволяет увидеть сверхбыстрые колебания электромагнитного поля. Ученые проверили ее, проанализировав изменения в электронном поле, которые происходят при взаимодействии метаматериалов с видимым светом. По словам авторов, новый метод микроскопии ..
2016-07-25 2351 0 Технология
1
Физики создали самые точные часы на сегодняшний день
Известен тот факт, что возраст Вселенной составляет около 13.8 миллиарда лет плюс-минус несколько сотен миллионов лет. Если измерить такой промежуток времени с помощью самых точных атомных часов, имеющихся в распоряжении людей на сегодняшний день, то погрешность измерений ..
2013-06-2 1500 0 Технология
0
Создан термоэлектрик с рекордной эффективностью
Американские ученые создали материал, преобразующий тепло в электричество с рекордной эффективностью, превышающей в два раза эффективность уже известных подобных материалов. Работа опубликована в журнале Nature, ее краткое описание приводит Nature News. Термоэлектриками называют вещества, способные вырабатывать электричество при различии ..
2012-09-21 2256 0 Технология
0
Физики создали наноразмерные вращающиеся капли
Исследователи успешно создали предсказанный еще 35 лет назад магнитный солитон, который представляет собой вращающееся магнитное поле в виде капли, имеющей наноразмеры. С помощью солитонов ученые надеются построить принципиально новые магнитные, основанные на спин-эффектах компьютеры. Солитоны являются волнами, ..
2013-03-15 1331 0 Технология
0
Нейроны соединили с помощью лазера
Канадские исследователи разработали метод «сварки» нейронов с помощью лазера. До этого принудительно соединить аксон одной нервной клетки с телом другой никому не удавалось. Отчет о разработке опубликован в журнале Scientific Reports.Инженеры из Университета Альберты использовали в своем эксперименте околоинфракрасный лазер. Они поместили ..
2016-02-10 1472 0 Технология
0
Физики научились направлять поверхностные волны в оптическом компьютере
Направлением движения поверхностных плазмонных волн, которые используются в оптических микрокомпьютерах для передачи информационного сигнала, можно управлять с помощью диэлектрических наночастиц. Используя такой эффект, ученым из Университета ИТМО удалось разработать демультиплексор со спектральным разрешением в 10 нанометров. Работа ..
2017-10-09 10200 0 Технология
0
Физики соберут квантовый компьютер из ховербордов
Физики из Йельского Университета, Университета Чикаго и Аргоннской Национальной Лаборатории создали устройство, способное считывать количество и, в перспективе, квантовое состояние электронов, левитирующих подобно «ховерборду» над сверхтекучим гелием. Прибор может стать основой для квантового вычислителя, роль кубитов ..
2016-03-22 1637 0 Технология
1
Впервые удалось заглянуть внутрь атома
До сих пор применённый учёными фотоионизационный метод позволял проделывать подобное только с молекулами. Международная научная группа под общим руководством Анеты Стодольна (Aneta Stodolna) из лаборатории AMOLF Нидерландского фонда фундаментальных исследований сделала снимок атома водорода. В этом учёным помог ..
2013-05-29 1954 0 Технология
0
Алмаз превратили в графит рентгеновским лазером
Как правило, фазовые превращения, например, переход из алмаза в графит или из белого олова в серое, происходят под действием температуры. Но существуют и необычные исключения. Оказывается, превращение алмаза в графит при облучении мягким рентгеновским излучением происходит по механизму, не связанному с нагревом материала. Этот процесс по меньшей ..
2017-11-26 4813 0 Технология
0
Датчане передали данные с рекордной скоростью 43 Тбит/с
Ученые из Датского технического университета (DTU) поставили абсолютно новый рекорд скорости передачи данных посредством одного лазерного излучателя и оптоволоконного кабеля. Скорость передачи данных оказалась 43 Тбит/с. К примеру, файл объемом 1 ГБ будет получен другим компьютером ..
2014-08-04 2095 0 Технология
1
Ученые научились взвешивать атомы с помощью микроскопа
Австрийские ученые разработали методику, позволяющую определять изотопное распределение химических элементов в материале с помощью метода просвечивающей растровой электронной микроскопии. К настоящему моменту авторы опробовали новый метод только на образцах графена, но в дальнейшем планируют применить его для исследования других двумерных объектов. Ученые утверждают, ..
2016-10-13 13701 0 Технология
0
Физики описали образование электронного стекла
Физики из Японии изучили фазовые переходы, которые происходят при охлаждении электронной жидкости в кристалле с двумерными проводящими слоями. Оказалось, что при кристаллизации и стекловании самого вещества подобные превращения происходят и с электронной жидкостью внутри материала. Результаты исследования опубликованы в Science. ..
2017-10-26 7167 0 Технология
0
Физики передали данные с рекордной скоростью
Международная команда физиков, работающая под руководством специалистов из Калифорнийского технологического института, переправила данные с рекордной скоростью — 339 гигабитов в секунду. Для сравнения: это всё равно, что передать четыре миллиона гигабайтов информации или один миллион полнометражных фильмов за день. Гигантский объём данных ..
2012-11-27 1849 0 Технология
0
Светодиоды научились излучать запутанный свет
Физики из Университета Торонто разработали схему работы светодиодов, которые за счет дополнительного сверхпроводящего слоя излучают запутанные фотоны. Работа опубликована в журнале Physical Review B, ее препринт можно найти в arxiv.org, кратко содержание статьи приводится на сайте университета. Обычные ..
2014-03-21 1659 0 Технология
0