Akustik Dalgaları Kullanarak Atomlarla Konuşmak ve Onları Dinlemek...

Bu yazının içerik özgünlüğü henüz kategorize edilmemiştir. Eğer merak ediyorsanız ve/veya belirtilmesini istiyorsanız, gözden geçirmemiz ve içerik özgünlüğünü belirlememiz için [email protected] üzerinden bize ulaşabilirsiniz.

Chalmers Teknoloji Üniversitesi'nden araştırmacılar ilk kez yapay bir atom ile iletişim kurabilmek için ses kullanılabileceğini gösterdiler. Böylece kuantum fiziğinde sesin ışığın rolünü alması olayını ispatlayabilirler. Sonuçlar Science dergisinde yayımlandı.

Atomlar ve ışık arasındaki ilişki biliniyor ve kuantum ışık bilimi alanında etraflıca incelendi. Ancak, ses dalgaları ile aynı türden bir ilişki sağlamak daha zorlu bir iş. Chalmers araştırmacıları şimdi akustik dalgalar ile yapay bir atomun bağlanmasında başarı sağladı. Çalışma deneysel ve kuramsal fizikçiler arasında bir işbirliği ile tamamlandı. Deneysel araştırma grubunun başında bulunan Per Delsing:

"Kuantum Dünyası'na atomlarla konuşup onları dinleyerek yeni bir kapı açtık. Uzun dönem hedefimiz kuantum fiziğini kullanıp kuantum fizik yasalarından örneğin son derece hızlı bilgisayarlarda faydalanabilmek. Bunu kontrol edip üzerinde çalışabildiğimiz, kuantum yasalarına uyan elektrik devreleri ile yapıyoruz."

Yapay bir atom bu tip bir kuantum elektrik devresine örnektir. Normal bir atom gibi, yapay atom, sonradan parçacık şeklinde yayacağı enerji ile yüklenebilir. Bu çoğu zaman ışık parçacığıdır, ancak Chalmers deneyindeki atom bunun yerine ses formunda enerjiyi yayıp emmesi için tasarlanmış. Makalenin baş yazarı Martin Gustafsson:

"Teoriye göre, atomun sesi kuantum parçacıklarına ayrılıyor. Böyle bir parçacık, saptanabilen en zayıf sestir."

Ses, ışıktan çok daha yavaş hareket ettiğinden, akustik atom kuantum olayı üzerinde kontrol sağlayacak yeni olasılıkları gündeme getiriyor. Martin Gustaffson şöyle diyor:

"Sesin düşük hızından dolayı, kuantum parçacıklarını hareket esnasında kontrol edebilecek zamanımız olacak. 100.000 kat hızlı olduğundan ışık ile bunu başarmak zordur."

Sesin düşük hızı ışığa kıyasla daha küçük dalga boyunu da beraberinde getiriyor. Işık dalgasıyla etkileşen bir atom her zaman dalgaboyundan daha küçük kalır. Ancak sesin dalgaboyuyla karşılaştırıldığında atom çok daha büyüktür ve bu, özelliklerinin daha iyi kontrol edilebilmesini sağlar. Örneğin bir atom sadece belli akustik frekanslarda ya da ses ile oldukça güçlü etkileşime girecek şekilde tasarlanabilir.

Deneyde kullanılan frekans modern kablosuz ağlarda yaygın olarak kullanılan mikrodalga frekansına yakın bir frekans olan 4.8 gigahertz idi. Müzik terimleriyle ifade etmek gerekirse, bu yaklaşık olarak kuyruklu piyanodaki en üst notanın yaklaşık 20 oktav üstüne tekabül eden D28'e denk gelir.

Böyle yüksek frekanslarda, sesin dalgaboyu bir mikroçip yüzeyi boyunca görünecek kadar kısalır. Aynı çip üzerine araştırmacılar 0,01 mm uzunluğunda süperiletken bir maddeden yapılmış bir yapay bir atom yerleştirdi.

Araştırma hakkında ek ayrıntılar

Araştırmacıların kullandığı örneğin alt katmanı galyum arsenür (GaAs) ve örnek iki önemli parçadan oluşuyor. İlki, yapay atomu oluşturan süperiletken devre. Bu tür devreler kuantum bilgisayarların temel yapı taşı (qubit) olarak da kullanılabilir.

Diğer gerekli bileşen, interdijital dönüştürücü (IDT) olarak biliniyor. IDT elektro mikrodalgaları sese ve sesi mikrodalgalara dönüştürüyor. Deneyde kullanılan ses, katı bir yüzeyde hafif dalgalanmalar olarak görünen akustik dalga yüzeyine (SAW) sahip. Deneyler mutlak sıfıra (20 milikelvin) yakın çok düşük sıcaklıklarda gerçekleştirildi ve ısı oluşumundaki enerjinin atoma zarar vermemesi sağlandı.


Görsel: Philip Krantz, Krantz NanoArt

Kaynaklar ve İleri Okuma: 

  1. Bu yazı ScienceDaily sitesinden çevrilmiştir.
  2. Physical Review A, 2014; 90 (1) DOI: 10.1103/PhysRevA.90.013837
  3. Science, 11 September 2014 DOI: 10.1126/science.1257219

Lockheed Martin, Nükleer Füzyonda Çığır Açacak Buluşunu İlan Etti!

Genpets: Genetiği Değiştirilmiş Hayvan Oyuncaklarıyla İlgili Sahte Haberler

Yazar

Katkı Sağlayanlar

Çağrı Mert Bakırcı

Çağrı Mert Bakırcı

Editör

Evrim Ağacı'nın kurucusu ve idari sorumlusudur. Popüler bilim yazarı ve anlatıcısıdır. Doktorasını Texas Tech Üniversitesi'nden almıştır. Araştırma konuları evrimsel robotik, yapay zeka ve teorik/matematiksel evrimdir.

Konuyla Alakalı İçerikler
  • Anasayfa
  • Gece Modu

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim