Bilim İnsanları Işık-Madde Etkileşimi İçin Rekor Kırdı

tnhnkz1
Bilim İnsanları Işık-Madde Etkileşimi İçin Rekor Kırdı
Fotoğraf Sahibi: CC0 Kamu Malı

Wits Üniversitesi tarafından

Wits Üniversitesi’ndeki Mandelstam Kuramsal Fizik Enstitüsü’den ve Fransa, Grenoble’daki Néel Enstitüsü’nden uluslararası bir fizikçiler takımı, bir atomun ışığı emdiği ya da yaydığı bir kuantum mekanik sürecini taklit eden küçük bir süperiletken aygıt oluşturdu.

Çalışmaları yakın zamanda Quantum Information’da yayınladı ve aynı dergide editoryal bir parça olarak vurgulandı.

Aygıtlarını eşsiz kılan şey genişlik olarak dünyadan daha büyük bir büyüklük kertesinde yapay bir ışık-madde etkileşimi elde etmeleridir.

Takıma Fransada’ki Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi’den Nicholas Roch önderlik etti. Deneyler doktora öğrencileri Javier Martínez ve Sébastien Léger tarafından yönetildi.

“Bizimki gibi yapay aygıtların avantajı ince ayarlarının kolayca yapılabilmesidir. Böylece bilinen diğer güçlü karşılıklı etkileşim sistemlerini taklit etmek için yapılabilirler.” dedi aygıtın kuramsal modellemesinde ve analiz edilmesinde ve deneysel verinin yorumlanmasında önemli bir rol oynayan Wits Üniversitesi’nden Doktor Izak Snyman.

“Kendi aygıtımızı, bizim yapay sistemimizde olduğu kadar yakından gözlemlemesi mümkün olmayan bir metal yumrusunda meydana gelen kuantum olaylarının taklit edilmesinde kullanmak heyecan verici bir uygulama.” dedi Dr. Izak Snyman.

Takım, ışık-madde etkileşiminin çoğalmasını, her biri yaklaşık 1000 nanometre büyüklüğünde, kendi yapay atomlarını, dikkatli bir şekilde modellenmiş özdeş küçük süperiletken dizisi içine yerleştirerek başardı.

Bu durum yapay atomlar tarafından emilen ya da yayılan ışığa, ışığın dolaştığı hızı sert bir biçimde azaltan bir kristal gibi görünür. Sonuç olarak, ışık atımının yapay atomlarla etkileşime girmesi ve daha güçlü bir etkileşim sonucunun çıkmasına daha fazla zaman var.

Araştırma takımı, ışık madde etkileşimin gücünü belirlemek için atomlarının ışığı saldığı oran üzerinde çalıştı. Bunu yapay atom yörüngelerindeki “elektron” oranı ile kıyasladılar. Normal bir hidrojen atomundaki bir elektronun, bir ışık paketini bozunuma uğramadan ve yaymadan önce yaklaşık 10 milyon kez döndürdüğü durumlarda, araştırmacılar yapay atomu sadece 10 salınımdan sonra bozunuma uğratmayı ve bir ışık paketi yayımlamayı başardılar.

”Bu atom ve ışık arasında şaşırtıcı bir şekilde güçlü etkileşimi gösteriyor.” dedi Snyman. ”Bu özelliğin konulmaya başarıldığı diğer araçlarda, içinde ışığın mütemadiyen dolaşmak zorunda olduğu ortam güçlü bir şekilde tek bir ışık frekansı vererek, ışık için ayarlama çatalına(bir nevi diyapozon) benzer bir şekilde davrandı.”

Belirli bir frekans (ya da renk) seçmeyerek, ortam, önceki aygıtlardan daha fazla ışık-madde etkileşimi ortaya çıkarmak için çok daha zengin davranışlar için izin verir. Dahası, belirli bir atom için, atom doğanın seçtiği etkileşim gücü ile sınırlı iken yeni cihazda bu el ile ayarlanabilir.

”Bu, doğa tarafından belirlenen sabit miktara ayak uydurmak yerine bir proton ya da bir elektronun taşıdığı elektrik yükünün miktarını ayarlamak için izin veren bir uygulamaya sahip olmaya benziyor.” dedi Snyman.

Bu yeni aygıt için ille de gerçek uygulamalar olmasa da, Snyman bunun bilim insanlarına yeni bir aygıt takımı ile güçlü etkileşimli kuantum mekanik sistemlerinin keşfedilmesini sağladığına inanıyor.

”Fizikteki bir çok cevapsız temel sorular güçlü etkileşimler içerir. Örnek olarak, kuarklar proton ve nötron oluşturmak için nasıl bağlanırlar ? Bizimki gibi cihazlar böyle bulmacalar için ipuçları sağlayabilir.” dedi Snyman.

Daha fazla bilgi: Javier Puertas Martínez et al. QED-devresindeki çok bedenli kuantum optiklerini keşfetmek için ayarlanabilir bir Josephson platformu, Quantum Information (2019). DOI: 10.1038/s41534-018-0104-0

Wits Üniversitesi tarafından sunuldu.

Kaynak: https://phys.org/news/2019-04-scientists-light-matter-interaction.html

Çeviren: Tunahan İkiz

Düzenleyen: Ümit Sözbilir

Bu içeriğe emoji ile tepki ver
2 kullanıcı tepki verdi
Pamukkale Üniversitesi-İngiliz Dili Ve Edebiyatı
Bunlar da ilginizi çekebilir
Benzer yazıları okuyabilirsiniz.
 
CERN Jüpiter’in Benzetimini Yapıyor
  • 8 EYLÜL 2019
  • 174 görüntülenme
0 Yorum
Yorumları okuyabilir ve cevaplayabilirsiniz.

Yorum Yazın
E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlendi.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.