Nanofabrication 방법 사용, 연구원은 스트론튬 루테늄 산화물 반지에 있는 별난 상태를 관찰합니다

Published on January 14, 2011 at 3:16 AM

자유로운 superconductor에서 관찰된 새로운 분수 소용돌이 상태는 30 그 해 동안 이론적으로 예상된 이국적인 상태의 첫번째 일별을 제안할 수 있습니다.

과학의 1월 14일 문제점에서, Raffi Budakian가 지도한 물리학자 일리노이 주립 대학교 간행된 종이에서는, 스트론튬 루테늄 산화물에 있는 새로운 분수 소용돌이 상태의 그들의 관측을 기술합니다 (SRO). 그 같은 국가는의 소설 형식을 어느 양 정보가 계산 물리적 시스템의 위상적인 속성에서 제공할 부호 매겨지는지 기초를에서 양 수 있습니다.

이것은 공가 단 하나 결정 Si 및 그것의 붙어 있던 고리 모양 SRO 입자의 틀리 군기 심상입니다. 삽입물: 0.7-ìm 직경 구멍을 가진 SRO "반지"의 스캐닝 전자 현미경 심상.

"우리는 매우를 위한 반 양 와동이라고 칭한 상태의 가신에 3 년," 이었습니다 Budakian를 말했습니다. "처음으로 1970 년대에서, 반 양 와동 superconducting 명령 매개변수의 회전급강하 단계에서." 발생하는 "짜임새와"로 생각될 수 있습니다 superfluid 헬륨 3에서 존재하는 것을 제시했습니다

Budukian의 단은 스트론튬 루테늄 산화물, (SRO) superfluid 헬륨 3의 단계의 고체 아날로그로 제시된 자유로운 superconductor를 조사했습니다. 단이 개발한 최신식 nanofabrication 방법 및 절묘하게 과민한 공가 기지를 둔 magnetometry 기술을 사용하여, 연구원은 SRO의 작은 반지의 자기에 있는 작은 동요를 관찰했습니다.

"스트론튬 루테늄 산화물 유일한 매혹적인 물자이고, 그것에서 존재하기 위하여 추측된 반 양 와동은 특히 흥미롭습니다,"는 Anthony J. Leggett, 죤 D. 및 superfluid 헬륨 3에 그의 일을 위한 물리학에 있는 2003년 노벨상을 공유한 물리학의 향상된 연구 결과 교수를 위한 Catherine T. MacArthur 교수와 센터를 말했습니다. "SRO에 있는 이 반 양 와동이 위상적인 양 계산을 기초를 제공할 수 있다는 것을 믿어집니다. 계산의 이 소설 형식이 결국 실현되는 경우에, 이 실험은 도로에 따라서 중요한 공정표로 확실히 거기 보일 것입니다."

Budakian는 일리노이에 물리학의 조교수 및 Frederick 자이쯔 물자 연구소에 있는 수사반장입니다. 5 년 전에, 그는 대량 물자에 있는 단 하나 전자의 회전급강하에 의해 마이크로미터 가늠자 실리콘 외팔보에 발휘된 군대를 측정하기 위하여 기술, 자기 공명 군대 현미경 검사법 개척에서 쓸모 있었습니다. 그와 그의 단은 지금 그들의 ultrasensitive 공가 SRO의 자석 행동을 관찰하기 위하여 측정을 적응시켰습니다.

실험에서는, 연구원은 처음으로 날조하고 SRO의 미크론 치수가 재진 반지를 실리콘 외팔보의 끝에 접착제로 붙였습니다. 이 반지는 얼마나 작습니까? 그(것)들의 50개은 사람의 모발의 폭을 통해 적합할. 그리고 외팔보의 끝은 2 ìm 이하 넓게 입니다.

"우리는 이 반지를 만들기 고에너지 물리학 접근을 채택합니다. 첫째로 우리는 분쇄 SRO, 남겨두는 무슨이를 통해 그 때 우리는 체로 치고," Budakian를 말했습니다.

연구원은 파편으로 첫째로 SRO의 큰 결정을 분쇄하고, 아마 미크론 치수가 재진 조각을 선택하고, 갈륨 이온의 집중된 光速를 사용하여 그것에 있는 구멍을 교련합니다. 현미경 도넛과 같이 보이는, 유래 구조물은 공가 과민한 실리콘에 접착제로 붙고 절대 제로 이상 0.4 도에 그 후에 냉각됩니다.

"외팔보에 SRO 반지를 두는 것은 경미하게 더 큰 모래알 꼭대기에 1개의 모래알 정확하게 드롭 같이 입니다," Budakian를 말했습니다, "단지 우리의 "모래알은" 매우 더 작습니다."

Budakian는 이 기술이 계속 SRO에서 첫번째로 그 같은 작은 superconducting 반지 날조된다는 것을이다는 것을 추가했습니다.

이 반지를 만들 수 있는 것은 Budakian에 따라 실험에 결정적 반 양 소용돌이 상태가 더 큰 구조물에서 안정되어 있을기 것으로 예상되지 않기 때문에, 입니다.

"일단 우리는 외팔보에 붙어 있던 반지가 있으면, 우리는 정체되는 반지의 "fluxoid" 국가를 바꾸기 위하여 자기장을 적용해서 좋 대응을 검출하는 것은 회람 현재에서 변경합니다. 추가적으로, 우리는 시간에 의존하는 외팔보에 동적인 토크를 생성하기 위하여 자기장을 적용합니다. 외팔보의 주파수 변경을 측정해서, 우리는 반지를 회람하는 현재에 의해 일어난 자기 모멘트를 결정해서 좋습니다," Budakian를 말했습니다.

"우리는 정수 fluxoid 국가 사이 전환을 관찰했습니다, 뿐 아니라 "반 정수" 전환이 특징인 정권은," Budakian 주의했습니다, "SRO에 있는 반 양 와동의 실존에 의해 설명될 수 있었습니다."

Budakian의 일이 제공하다 기본적인 과학적 이해력에 있는 어드밴스 이외에 Leggett가 언급한 대로, 실험은 소위 "위상적인" 양 컴퓨터의 현실화로 중요한 단계일지도 모릅니다.

그의 가치가 0 1 인 비트로 정보를 부호 매기는 고아한 컴퓨터와는 다른, 양 컴퓨터는 2단계 양자계 (superconducting 회로에 있는 전자, 덫을 놓은 이온, 또는 현재의 예를들면, 회전급강하) 및 처리 정보의 사이에서 상호 작용을 부호 매기기 위하여 의지할 것입니다. 양자 시간 기동전개에서 고유할 것이 다량 평행은 지금 다루기 어려워 전통 적이고, 고아한 기계에 있는 광대한 소요 시간을 요구하는 문제에 급속한 해결책을 제공할 것입니다.

기능적인 양 컴퓨터를 위해, 양 비트 또는 "qubits"는 강하게 서로에게 결합되고 그러나 decoherence로 알려져 있는 감퇴 현상에 양 컴퓨터에서 저장된 정보를 일으키는 원인이 되는 무작위 환경 동요에서 충분히 고립시켜 남아 있어야 합니다. 지금, 대규모의, 국제적인 계획사업은 진행 중에 양 컴퓨터를 구성하기 위하여 입니다, 그러나 decoherence는 실사회 양 계산을 위한 주요 문제에 남아 있습니다.

Leggett에 따르면, "decoherence 문제에 오히려 과격한 해결책은 양 정보를 nonlocally 부호 매기기 위한 것입니다; 다시 말하면 문제 국가의 글로벌 위상적인 속성에서. 물리적 시스템의 단지 아주 제한되는 종류는 그 같은 위상적인 양 계산을 위해 적합하, SRO는 특정 조건이 그것에서 성취되면 이라는 조건으로, 그들중 하나일지도 모릅니다. 중요한 것은 아주 Budakian 실험에 의해 건의되는 것과 같이 그 같은 조건입니다 정확하게 반 양 와동의 실존."

근원: http://illinois.edu/

Last Update: 11. January 2012 13:46

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