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I Nuovi Fenomeni di Nanoscale Possono Contribuire A Studiare le Pile Solari e la Computazione di Quantum

Published on September 27, 2010 at 3:59 AM

Oggi IBM (NYSE: I ricercatori di IBM) hanno pubblicato una tecnica dell'innovazione nella Scienza pari-esaminata del giornale che misura quanto tempo un singolo atomo può tenere le informazioni e dando a scienziati la capacità di registrare, studiare e “prevedi„ i fenomeni estremamente veloci dentro questi atomi.

Appena come il primo cinema ha trasportato il movimento con fotografia ad alta velocità, scienziati a Ricerca di IBM - Almaden sta utilizzando il Microscopio di Traforo di Scansione come una macchina fotografica ad alta velocità per registrare il comportamento di diversi atomi ad una velocità circa un milione di volte più velocemente precedentemente possibili. I ricercatori di IBM a Zurigo hanno inventato il Microscopio di Traforo di Scansione nel 1981 ed hanno ricevuto con il Premio Nobel.

IBM PUMP-PROBE Facendo Uso di una tecnica di misura “della pompa-sonda„

Per più di due scienziati di IBM di decadi stanno spingendo i limiti di scienza facendo uso del Microscopio di Traforo di Scansione per capire i beni fondamentali della materia al disgaggio atomico, con vasto potenziale per innovazione cacciagione-cambiante nella memorizzazione dei dati e nel calcolo.

La capacità di misurare i fenomeni nanosecondo-veloci apre un nuovo regno degli esperimenti per gli scienziati, poiché possono ora aggiungere la dimensione di tempo agli esperimenti in cui i cambiamenti estremamente veloci si presentano. Per mettere questa nella prospettiva, la differenza fra un nanosecondo ed un secondo è confronto circa lo stesso come un secondo - 30 anni. Una quantità immensa di fisica accade durante quel tempo che gli scienziati precedentemente non potrebbero vedere.

“Questa tecnica sviluppata dal gruppo di ricerca di IBM è una nuova capacità molto importante per la caratterizzazione delle strutture piccole e capendo che cosa sta accadendo ai disgaggi di periodo di digiuno,„ ha detto Michael Crommie, l'Università di California, Berkeley. “Sono eccitato specialmente dalla possibilità della generalizzazione ad altri sistemi, quale il photovoltaics, dove una combinazione di alta risoluzione di tempo e spaziale ci aiuterà a capire meglio i vari trattamenti del nanoscale importanti per energia solare, compreso assorbimento della luce e la separazione di tassa.„

Oltre a permettere che gli scienziati capiscano meglio i fenomeni del nanoscale in pile solari, questa innovazione ha potuto essere usata alle aree di studio come:

Computazione di Quantum. I computer di Quantum sono un tipo radicalmente differente di computer - non limitato alla natura binaria dei computer tradizionali - con il potenziale di eseguire i calcoli avanzati che non sono oggi possibili. Con l'odierna innovazione, gli scienziati avranno un nuovo modo potente esplorare la possibilità di approccio novello alla computazione di quantum con le rotazioni atomiche sulle superfici.

Tecnologie di Memorizzazione dei dati. Poichè la tecnologia si avvicina al disgaggio atomico, gli scienziati stanno esplorando i limiti di archiviazione magnetica. Questa innovazione permette gli scienziati “vede„ i beni elettronici e magnetici di un atomo ed esplora indipendentemente da fatto che le informazioni possano essere memorizzate attendibilmente su un singolo atomo.

Come Funziona

Poiché la rotazione magnetica di un atomo cambia troppo veloce per misurare direttamente usando precedentemente disponibile Scandendo le tecniche del Microscopio di Traforo, il comportamento dipendente dal tempo è registrato stroboscopically, in un modo simile alle tecniche in primo luogo utilizzate nella creazione del cinema, o come in fotografia di lasso di tempo oggi.

Facendo Uso di una tecnica di misura “della pompa-sonda„, un impulso di tensione veloce (l'impulso della pompa) eccita l'atomo e un impulso di tensione più debole successivo (l'impulso della sonda) poi misura l'orientamento del magnetismo dell'atomo a certo tempo dopo l'eccitazione. In pratica, l'ad azione ritardata fra la pompa e la sonda fissa il periodo del fotogramma di ogni misura. Questa mora poi è variata per gradi ed il moto magnetico medio è registrato negli incrementi insignificanti.  Per ogni volta l'incremento, gli scienziati ripete gli impulsi di tensione alternata circa 100.000 volte, che richiede meno di un secondo.

Nell'esperimento, gli atomi del ferro sono stati depositati densamente su uno strato isolante soltanto un atomo e sono stati supportati su un cristallo di rame. Questa superficie è stata selezionata per permettere che gli atomi siano sondati elettricamente mentre conservava il loro magnetismo. Gli atomi del ferro poi sono stati posizionati con precisione atomica accanto agli atomi di rame non magnetici per gestire l'interazione del ferro con l'ambiente locale degli atomi vicini. 

Le strutture risultanti poi sono state misurate in presenza dei campi magnetici differenti per rivelare che la velocità a cui cambiano il loro orientamento magnetico dipende sensibile dal campo magnetico. Ciò ha indicato che gli atomi si rilassano per mezzo di traforo meccanico di quantum del momento magnetico dell'atomo, un trattamento intrigante tramite cui il magnetismo dell'atomo può invertire la sua direzione senza passare con gli orientamenti intermedi. Questa conoscenza può permettere che gli scienziati costruiscano la vita magnetica degli atomi per renderli più lunghi (per conservare il loro stato magnetico) o più brevi (per passare ad un nuovo stato magnetico) come necessario per creare le unità spintronic future.

“Questa innovazione permette che noi - per la prima volta - capiamo quanto tempo le informazioni possono essere memorizzate in un atomo determinato. Oltre questo, la tecnica ha grande potenziale perché è applicabile a molti tipi di fisica che accadono sul nanoscale,„ ha detto Sebastian Restio, IBM Ricerca. “L'investimento continuato di IBM nella scienza esplorativa e fondamentale permette che noi esploriamo il grande potenziale di nanotecnologia per il futuro dell'Industria delle tecnologie dell'informazione.„

Sorgente: http://www.ibm.com

Last Update: 12. January 2012 02:27

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