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Qual sistema será o mais alto e qual dará um silêncio "absoluto": dois projetos científicos interessantes

Um grupo de físicos da Austrália, Cingapura e China desenvolveu uma tecnologia para controlar o estado quântico dos fótons no ruído do vácuo. A longo prazo, a solução aumentará a precisão da computação quântica.

Nós dizemos como o sistema "mais silencioso" funciona. Também falaremos sobre outro projeto científico - seus participantes, pelo contrário, conseguiram gerar o som mais alto do planeta.


Foto Oleg Laptev / Unsplash

Sussurro


Em qualquer lugar, mesmo o mais silencioso do planeta , existe o chamado ruído do vácuo. Sua fonte é a energia do vácuo , que forma a base do universo. Essa energia é gerada por átomos e moléculas que emitem ondas eletromagnéticas durante a transição de um estado excitado para um estável (efeito de emissão espontânea ). O ruído do vácuo existe mesmo em salas escuras silenciosas e isoladas e pode interferir com a operação de redes e computadores quânticos - causar interferência ao codificar informações no estado quântico dos fótons.

Uma equipe de cientistas liderada por físicos e engenheiros da Australian National University (ANU) propôs uma solução para o problema. Especialistas apresentados Um dispositivo para controlar o estado quântico dos fótons no nível de energia, que geralmente é abafado pelo ruído do vácuo.

Seu princípio de operação é baseado no método de compressão da luz . Esse é um fenômeno quântico que permite redistribuir imprecisões na determinação dos parâmetros de luz associados ao princípio de Heisenberg (não permite medir a coordenada e o momento de uma partícula ao mesmo tempo). De fato, reduz o erro ao longo de um dos eixos (amplitude ou fase) e torna possível trabalhar em um nível de ruído menor que o silêncio.

Os cientistas estão envolvidos em tecnologias de compressão de luz há mais de 20 anos. Eles usaram a mesma técnica para aumentar a precisão das medições ópticas. Por exemplo, em quilômetros de interferômetros para registro de ondas gravitacionais. Os autores do estudo esperam que seu novo dispositivo contribua para o desenvolvimento da computação quântica e criptografia.

A equipe já apresentou os resultados de seu trabalho no concurso anual Rising Star of Light - realizado pela editora Springer Nature - e conquistou o primeiro lugar. No entanto, os engenheiros precisam resolver vários problemas. Por exemplo, o método proposto ainda é instável . Porém, quando a tecnologia for utilizada, ela poderá "sair" do laboratório.

O oposto exato é o som mais alto


No ano passado, um grupo de pesquisadores do Laboratório Nacional de Aceleradores dos EUA (SLAC) conseguiu atingir o limite calculado de volume sonoro no ambiente aquático - 270 dB. Isso é significativamente mais do que um avião ou foguete de decolagem. Os engenheiros usaram o laser de raios X da fonte de luz coerente Linac (LCLS) - ele é capaz de criar um “ buraco negro molecular ” e aquecer a água a 100.000 ° C. Jatos finos de água com um diâmetro de 14 a 30 mícrons foram "bombardeados" com pulsos curtos. Sob a influência da radiação, o líquido evaporou instantaneamente, causando uma onda de choque.


É impossível gerar um som mais alto que 270 dB em um meio líquido. Além do valor limite, a água para de evaporar e se transforma em micro bolhas cheias de vapor. Após a formação, eles imediatamente colapsam (ocorre a chamada cavitação ), mas a onda sonora não é mais formada.

De acordo com representantes do SLAC, no futuro, tais experiências ajudará a entender melhor como alto volume afeta amostras físicas e biológicas. Isso abrirá novas possibilidades no desenvolvimento de materiais.


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