به گزارش خبرگزاری ایمنا و به نقل از ساینس دیلی، پژوهشگران دانشگاه فنی راینلاند-فالتس کایزرسلاترن–لاندائو (RPTU) موفق شدند رفتار یک پیوند جوزفسون را نه با الکترونها، بلکه با اتمهای فوقسرد بازسازی کنند. پیوند جوزفسون یکی از اجزای کلیدی در رایانههای کوانتومی و استاندارد جهانی ولتاژ است، اما فرایندهای کوانتومی درون آن در مواد جامد بهسختی قابل مشاهدهاند.
در این پژوهش که نتایج آن در مجله Science منتشر شده، دانشمندان از رویکرد «شبیهسازی کوانتومی» بهره گرفتند. آنها بهجای بررسی مستقیم ابررساناها، دو چگالش بوز–اینشتین (BEC) را با یک مانع نوری بسیار نازک که توسط پرتو لیزر ایجاد شده بود از هم جدا کردند، این مانع لیزری بهصورت دورهای حرکت داده شد تا شرایطی مشابه تابش امواج مایکروویو به یک پیوند جوزفسون الکترونیکی ایجاد شود.
نتیجه شگفتانگیز بود: سامانه اتمی همان نشانههای شناختهشده پیوند جوزفسون را نشان داد، از جمله «پلههای شاپیرو». این پلهها بهصورت سکوهای کوانتیده ظاهر میشوند و مبنای تعریف دقیق ولتاژ الکتریکی در سراسر جهان هستند، اهمیت این مشاهده در آن است که پلههای شاپیرو تنها به ثابتهای بنیادی طبیعت و فرکانس تحریک وابستهاند، نه به جنس ماده.
هرویک اوت، سرپرست تیم پژوهشی، میگوید «ما برای نخستینبار توانستیم برانگیزشهای حاصل از این پدیده را بهطور مستقیم مشاهده کنیم. ظهور پلههای شاپیرو در سامانهای بهطورکامل متفاوت از ابررساناها نشان میدهد که این اثر، جهانی و مستقل از بستر فیزیکی است.»
این پژوهش با همکاری نظریهپردازانی از دانشگاه هامبورگ و مؤسسه فناوری نوآوری ابوظبی انجام شد و پلی میان دنیای الکترونها و اتمها ایجاد کرد، گام بعدی پژوهشگران، اتصال چندین پیوند اتمی برای ساخت «مدارهای اتمی» یا اتمترونیک است؛ مدارهایی که در آنها اتمها بهجای الکترونها حرکت میکنند و امکان مشاهده مستقیم رفتارهای موجی و همدوس کوانتومی را فراهم میسازند، این دستاورد نهتنها درک ما از فیزیک بنیادی را عمیقتر میکند، بلکه میتواند مسیرهای تازهای برای فناوریهای کوانتومی آینده بگشاید.
نظر شما