Магнитные монополи в среде холодного квантового газа 09.07.2018

Известно, что магниты, имеющие форму шара, прямоугольника или подковы, всегда имеют по два магнитных полюса. И если разделить магнит на две части, вы получите два новых магнита с двумя полюсами. Однако, согласно некоторым физическим теориям, на свете могут существовать однополюсные магнитные образования, подобные электрическим зарядам, которые бывают или положительными, или отрицательными. Одно из таких магнитных образований, монополь Янга, может существовать с точки зрения физики высоких энергий, но никому из ученых еще не доводилось вживую "увидеть" этот монополь даже в лабораторных условиях.

Группе физиков из Объединенного квантового института (Joint Quantum Institute, JQI) удалось впервые создать аналог монополя Янга на основе квантового газа из сверхохлажденных атомов рубидия. И это достижение можно будет использовать в будущем для более глубокого проникновения в суть уже известных областей физики и новых областей, которые еще не охвачены человеческой наукой.

Для того, чтобы обнаружить монополи Янга, существующие в квантовом газе, ученые, при помощи радиоволн и микроволновых лучей выровняли особым образом все спины атомов квантового газа. Периодически повторяя комбинации из четырех различных ориентаций вращения атомов, исследователи заставили двигаться эти атомы в пространстве-времени, при этом, каждый атом через время возвращался в исходную точку.

Когда каждый атом заканчивал полный круг, ученые измеряли его спин и сравнивали с его изначальным спином. Было обнаружено, что спин атома не соответствовал изначальному, а небольшие различия, согласно предположениям, могли возникнуть из-за того, что атомы двигались в искривленном пространственно-временном континууме. Рассчитав параметры искривления континуума, ученые определили, что они в точности соответствуют искривлениям, создаваемым, с точки зрения теории, монополем Янга.

Для того, чтобы проверить то, что искривления континуума вызваны действительно присутствием монополя Янга, исследователи заставляли атомы двигаться различными путями, даже теми, которые должны огибать область создаваемых искривлений и искажений. Двигавшиеся по этому пути атомы, вернувшись в исходную точку, имели такой же спин, как и в самом начале, что указывало на то, что им удалось избежать воздействия монополя.

Используя описанный выше подход и направляя атомы разными путями, исследователи определили, что монополь Янга является топологическим явлением, т.е. он имеет определенные размеры и форму. А в своих дальнейших исследованиях ученые будут выяснять, каким образом можно будет заставить монополи Янга работать на благо человечества в самых различных квантовых технологиях.

Следующая новость: Искусственные кристаллы для охлаждения электроники 09.07.2018

Предыдущая новость: Эмулятор квантового компьютера Atos QLM 08.07.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Винтовка с возможностью обновлений 20.02.2019

Руководство американской армии заявило, что находится в поисках подрядчика для разработки новейшего типа винтовки, которая должна прийти на замену популярной М4. Новое оружие будет работать при помощи специальной операционной системы, напоминающей IOS, которая будет постоянно обновляться. Такое заявление сделали руководители исследовательского центра арсенала Пикатинни в Нью Джерси. По словам главы исследовательского центра полковника Эллиотта Кэггинса (Elliott Caggins), при создании винто ...>>

Столкновение экзопланет 20.02.2019

Первое в истории столкновение экзопланет в системе Kepler 107 зафиксированы астрофизиками их международной группы. По крайней мере, четыре планеты вращаются вокруг звезды спектрального типа G2, известной как Kepler 107 . По крайней мере две из них появились в результате космического столкновения. Хотя радиусы одинаковы, вторая планета в три раза плотнее, чем планета, ближайшая к звезде. Это необычно для данного типа планет. Удивительно высокая плотность Kepler 107c позволяет предположить, что ...>>

Кишечные бактерии могут влиять на настроение 19.02.2019

Исследование бельгийских ученых показало, что многие кишечные бактерии могут производить вещества, которые влияют на функцию нервных клеток и, возможно, на настроение. Ранее несколько исследований на мышах показали, что кишечные микробы могут влиять на поведение животных, а небольшие исследования людей показали, что микробный состав в кишечнике изменяется при депрессии. Чтобы проверить, насколько прочна связь между микробиомом человека и его психическим здоровьем, Йерун Раес, микробиолог из Л ...>>

Комары летят на голос 19.02.2019

Для поиска потенциальных источников пищи и партнеров для спаривания комары полагаются на зрение и острое обоняние. Однако до сих пор считалось, что слышат эти насекомые не слишком хорошо. "Предыдущие эксперименты показывали, что самцы привлекаются звуками полета самки только в непосредственной близости, - говорит профессор Корнелльского университета Рон Хоу. - Это поддерживало представления о том, что они способны услышать что-то только совсем рядом с собой, на расстоянии до 30 сантиметров". ...>>

Найден ген избыточного веса 18.02.2019

Исследовательская группа Кембриджского университета под руководством профессора Инес Баросо проанализировала геном более 150 тысяч человек и вычленила последовательность шести вариантов генов, которые ассоциируются с увеличением индекса массы тела (ИМТ) - стандартным медицинским показателем, который рассчитывается по соотношению веса и роста. Революционность открытия Инес Баросо в том, что для своих исследований она собрала самую многочисленную группу испытуемых, к тому же в нее входили не т ...>>

Случайная новость из Архива

5-нм чип IBM 05.06.2017

IT-корпорация IBM объявила о создании первых рабочих образцов процессоров с транзисторами размером 5 нанометров. Разработка велась совместно с компаниями GlobalFoundries и Samsung Electronics.

Новая технология позволяет размещать на одном чипе размером с человеческий ноготь до 30 млрд транзисторов и использовать их в самом различном оборудовании - от смартфонов до космических кораблей. Первые в мире 7-нм чипы, анонсированные IBM два года назад, имели 20 млрд транзисторов.

Более высокая плотность размещения транзисторов в микросхеме увеличивает скорость прохождения сигнала между ними. В IBM утверждают, что 5-нм решения на 40 % производительнее нынешних 10-нм чипов или на 75 % энергоэффективнее их при одинаковом быстродействии.

Представленный чип использует новый тип транзисторов, объединенных в так называемые кремниевые нанолисты (silicon nanosheets). Они посылают электроны через четыре затвора, тогда в случае с транзисторами FinFET (считаются наиболее продвинутыми на данный момент на массовом рынке) речь идет о трех затворах. Технология FinFET появилась в 22- и 14-нм полупроводниках, ожидается, что она останется в 7-нм чипах. Полупроводниковая отрасль отходит от FinFET, поскольку технология не способна масштабироваться геометрически, заявил вице-президент по исследованиям полупроводниковых технологий IBM Research Мукеш Харе (Mukesh Khare).

"Уход за пределы 7 нанометров является важной инновацией, - комментирует Харе. - Это инновация в конструктивном плане и том, как все больше транзисторов собираются вместе. Эта структура транзисторов открывает путь к настоящему 5-нм техпроцессу".

На данный момент еще рано говорить о коммерческом выходе 5-нм микросхем (ориентировочные сроки - 2020 год). Однако уже известно, что для производства таких решений IBM будет использовать технологию фотолитографии в глубоком ультрафиолете (extreme ultraviolet lithography, EUV).

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники