Qué sistema será el más ruidoso y cuál dará silencio "absoluto": dos proyectos científicos interesantes

Un grupo de físicos de Australia, Singapur y China ha desarrollado una tecnología para controlar el estado cuántico de los fotones en el ruido de vacío. A la larga, la solución aumentará la precisión de la computación cuántica.

Te contamos cómo funciona el sistema "más silencioso". También hablaremos de otro proyecto científico: sus participantes, por el contrario, lograron generar el sonido más fuerte del planeta.


Foto Oleg Laptev / Unsplash

Silencio silencio


En cualquiera, incluso el lugar más tranquilo del planeta , existe el llamado ruido de vacío. Su fuente es la energía del vacío , que forma la base del universo. Esta energía es generada por átomos y moléculas que emiten ondas electromagnéticas durante la transición de un estado excitado a uno estable (efecto de emisión espontánea ). El ruido de vacío existe incluso en cuartos oscuros, silenciosos y aislados, y puede interferir con el funcionamiento de las redes cuánticas y las computadoras, causando interferencia al codificar información en el estado cuántico de los fotones.

Un equipo de científicos dirigido por físicos e ingenieros de la Universidad Nacional de Australia (ANU) ha propuesto una solución al problema. Especialistas presentados Un dispositivo para controlar el estado cuántico de fotones en el nivel de energía, que generalmente se ahoga por el ruido de vacío.

Su principio de funcionamiento se basa en el método de compresión de la luz . Este es un fenómeno cuántico que permite redistribuir imprecisiones en la determinación de los parámetros de luz asociados con el principio de Heisenberg (no permite medir simultáneamente la coordenada y el momento de una partícula). De hecho, reduce el error a lo largo de uno de los ejes (amplitud o fase) y permite trabajar a un nivel de ruido menor que el silencio.

Los científicos han estado involucrados en tecnologías de compresión de luz durante más de 20 años. Utilizaron la misma técnica para aumentar la precisión de las mediciones ópticas. Por ejemplo, en interferómetros kilométricos para el registro de ondas gravitacionales. Los autores del estudio esperan que su nuevo dispositivo contribuya al desarrollo de la computación cuántica y el cifrado.

El equipo ya presentó los resultados de su trabajo en el concurso anual Rising Star of Light, realizado por la editorial Springer Nature, y ganó el primer lugar. Sin embargo, los ingenieros tienen que resolver varios problemas. Por ejemplo, su método propuesto aún es inestable . Pero cuando la tecnología esté funcionando, será capaz de "salir" del laboratorio.

Todo lo contrario es el sonido más fuerte.


El año pasado, un grupo de investigadores del Laboratorio Nacional del Acelerador de EE. UU. (SLAC) pudo alcanzar el límite calculado del volumen del sonido en el medio ambiente acuático: 270 dB. Esto es significativamente más que un avión de despegue o un cohete. Los ingenieros utilizaron el láser de rayos X de fuente de luz coherente Linac (LCLS): es capaz de crear un " agujero negro molecular " y calentar agua a 100.000 ° C. Delgados chorros de agua con un diámetro de 14-30 μm fueron "bombardeados" con pulsos cortos. Bajo la influencia de la radiación, el líquido se evaporó instantáneamente, causando una onda de choque.


Es imposible generar un sonido de más de 270 dB en un medio líquido. Más allá del valor umbral, el agua deja de evaporarse y se convierte en micro burbujas llenas de vapor. Después de la formación, colapsan inmediatamente (se produce la llamada cavitación ), pero la onda de sonido ya no se forma.

De acuerdo a representantes de SLAC, en el futuro, estos experimentos ayudarán a comprender mejor cómo afecta a un alto volumen de muestras físicas y biológicas. Esto abrirá nuevas posibilidades en el desarrollo de materiales.



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