أي نظام سيكون الأعلى ، وأيًا سيعطي الصمت "المطلق": مشروعان علميان مثيران للاهتمام

طورت مجموعة من الفيزيائيين من أستراليا وسنغافورة والصين تقنية للتحكم في الحالة الكمومية للفوتونات في ضوضاء الفراغ. على المدى الطويل ، سيزيد الحل من دقة الحوسبة الكمومية.

نقول لك كيف يعمل النظام "أهدأ". سنتحدث أيضًا عن مشروع علمي آخر - على العكس من ذلك ، تمكن المشاركون فيه من إنتاج أعلى صوت على هذا الكوكب.


صور أوليغ Laptev / Unsplash

اصمت


في أي مكان ، حتى أكثر الأماكن هدوءًا على هذا الكوكب ، هناك ما يسمى ضوضاء الفراغ. مصدره هو طاقة الفراغ ، التي تشكل أساس الكون. يتم توليد هذه الطاقة عن طريق الذرات والجزيئات التي تنبعث منها موجات كهرومغناطيسية أثناء الانتقال من حالة متحمس إلى حالة مستقرة (تأثير انبعاث تلقائي ). توجد ضوضاء الفراغ حتى في الغرف المظلمة الهادئة والمعزولة ويمكن أن تتداخل مع تشغيل الشبكات الكمومية وأجهزة الكمبيوتر - تسبب التداخل عند ترميز المعلومات في الحالة الكمومية للفوتونات.

اقترح فريق من العلماء بقيادة الفيزيائيين والمهندسين من الجامعة الوطنية الأسترالية (ANU) حلاً للمشكلة. قدم المتخصصين جهاز للتحكم في الحالة الكمومية للفوتونات على مستوى الطاقة ، والتي عادة ما تغرقها ضوضاء الفراغ.

يعتمد مبدأ تشغيله على طريقة ضغط الضوء . هذه ظاهرة كمية تسمح بإعادة توزيع عدم الدقة في تحديد معايير الضوء المرتبطة بمبدأ هايزنبرغ (لا تسمح بقياس إحداثيات وزخم الجسيم في نفس الوقت). في الواقع ، يقلل من الخطأ على طول أحد المحاور (السعة أو الطور) ويجعل من الممكن العمل عند مستوى ضوضاء أقل من الصمت.

انخرط العلماء في تقنيات الضغط الخفيفة لأكثر من 20 عامًا. استخدموا نفس التقنية لزيادة دقة القياسات البصرية. على سبيل المثال ، في مقاييس التداخل بالكيلومتر لتسجيل موجات الجاذبية. يتوقع مؤلفو الدراسة أن جهازهم الجديد سيسهم في تطوير الحوسبة الكمية والتشفير.

قدم الفريق بالفعل نتائج عملهم في المسابقة السنوية لنجم الضوء الصاعد - التي أجرتها شركة Springer Nature للنشر - وفاز بالمركز الأول. ومع ذلك ، يجب على المهندسين حل العديد من المشاكل. على سبيل المثال ، لا تزال طريقتهم المقترحة غير مستقرة . ولكن عندما يتم تشغيل التكنولوجيا ، ستكون قادرة على "الذهاب" خارج المختبر.

إن العكس هو الصوت الأعلى


في العام الماضي ، تمكنت مجموعة من الباحثين من مختبر التسريع الوطني الأمريكي (SLAC) من الوصول إلى الحد المحسوب لحجم الصوت في البيئة المائية - 270 ديسيبل. هذا أكثر بكثير من مجرد طائرة إقلاع أو صاروخ. استخدم المهندسون ليزر الأشعة السينية من مصدر الضوء المتماسك (LCLS) - وهو قادر على إنشاء " ثقب أسود جزيئي " وتسخين المياه إلى 100000 درجة مئوية. تم "قصف" النفاثات المائية الرقيقة التي يبلغ قطرها 14-30 ميكرومتر بنبضات قصيرة. تحت تأثير الإشعاع ، تبخر السائل على الفور ، مما تسبب في موجة صدمة.


من المستحيل توليد صوت أعلى من 270 ديسيبل في وسط سائل. بعد قيمة العتبة ، يتوقف الماء عن التبخر ويتحول إلى فقاعات صغيرة مليئة بالبخار. بعد التكوين ، تنهار على الفور (يحدث ما يسمى التجويف ) ، ولكن لم تعد الموجة الصوتية تتكون.

ووفقا ل ممثلي SLAC، في المستقبل، فإن مثل هذه التجارب تساعد على فهم أفضل لكيفية ارتفاع حجم يؤثر على عينات الفيزيائية والبيولوجية. هذا سيفتح إمكانيات جديدة في تطوير المواد.



« Hi-Fi»:

« »:
:


,



All Articles