دومین انقلاب کوانتومی با فیزیک اتمی تراشه محور

به باور فیزیکدانان فیزیک اتمی تراشه محور قابلیت بروز انقلاب کوانتومی جدیدی را دارد. به این ترتیب ساخت مواد کوانتومی با دقت دلخواه به واقعیت خواهد پیوست.

با پیشرفتهای تکنولوژیکی اخیر در ساخت و تصحیح، سیستمهای کوانتوم هیبریدی به شکل محیطی مناسب برای مطالعات در زمینه ی کنترل، شبیه سازی و محاسبات کوانتومی در آمده اند.

گروهی فیزیکدان از دانشگاه اوکلاهما بر این باورند که فیزیک اتمی تراشه محور قابلیت بروز انقلاب کوانتومی جدیدی را دارد. به این ترتیب ساخت مواد کوانتومی با دقت دلخواه به واقعیت خواهد پیوست. با پیشرفتهای تکنولوژیکی اخیر در ساخت و تصحیح، سیستمهای کوانتوم هیبریدی به شکل محیطی مناسب برای مطالعات در زمینه ی کنترل، شبیه سازی و محاسبات کوانتومی در آمده اند.

پروفسور جیمز پی. شفر از دپارتمان فیزیک و نجوم هومر ال. دوج واقع در دانشگاه علوم و فنون اوکلاهما و جان سدلاچک فارغ التحصیل همین دانشگاه بهمراه گروهی متشکل از فیزیکدانان دانشگاه واشنگتن غربی نوادا، مرکز اخترفیزیک اسمیتسونیان هاروارد، آزمایشگاه های ملی ساندیا و بالاخره فرهنگستان نیروی دریایی آمریکا اخیراً تحقیقی در مورد افزودن اتمهای ریدبرگ به سیستمهای کوانتوم هیبریدی و بررسی واکنشهای اتمی و کارکردهای الکترونهای محصور در سطوح دو بعدی منتشر ساخته اند.

سدلاچک در این مورد می گوید: “یک مدیوم مناسب برای سیستمهای کوانتوم هیبریدی کوارتز است زیرا در نیمه هادی ها و فیزیک نور استفاده ی فراوانی دارد”. حسین صادقپور مدیر موسسه ی نظری فیزیک نور و اتمی-مولکولی دپارتمان اخترفیزیک هاروارد اسمیتسونیان در این باره چنین نظری دارد: “این مدیوم اخیراً بدلیل پایداری و انرژی سطحی ناچیزش مورد علاقه ی دانشمندان واقع شده است.کاهش میدانهای الکتریکی نزدیک سطوح “تصحیح میدان” برای تحقق سیستمهای کوانتوم هیبریدی بسیار الهام بخش و مددکارند.”

در مطالعه ی انجام گرفته شفر دریافت الکترونهای یونیزه ی اتمهای ریدبرگ نزدیک سطح کوارتز از لایه ی دوم الکترونهای فرا سطحی القا شده و میدان الکتریکی تولید شده توسط سطح روبیدیومی مواد جذب شده را ملغی می کنند. این سیستم شبیه تصحیح الکترونی در مدیوم دو بعدی گاز در ابرسیال هلیوم-مایع عمل می کند. اساساً پیوند الکترونها با سطح میدان الکتریکی فرا سطحی را کاهش می دهد.

شفر در این مورد چنین نظری دارد: “نتایج ما نشان داد پیوند حاصله بدلیل تصویر الکتریکی الکترون درون کوارتز می باشد و الکترون بدلیل جذب شونده های روبیدیومی نمیتواند در کوارتز نفوذ کند و در نتیجه سطح کوارتزی جذب الکترونی منفی می یابد. این یافته ها می توانند برای تزویج اتمهای ریدبرگ با سطح و استفاده از سطوح نزدیک نمونه های اتمی و یونی بسیار الهام بخش باشند.”

نتایج تحقیق در مقاله ای در نشریه ی بررسی های فیزیک انجمن فیزیک آمریکا منتشر شده است. حامی دانشگاه اوکلاهما “برنامه ی کوازار آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته ی وزارت دفاع” بود که با سرمایه ی دفتر تحقیقات ارتش امکان تحقق این تحقیق را فراهم نمود. همچنین مرکز تحقیقات علمی نیروی هوایی و بنیان ملی علوم هم در راه انجام تحقیق کمکهایی کردند.

منبع: Science Daily