Квантовый мираж - Quantum mirage

В физика, а квантовый мираж это своеобразный результат в квантовый хаос. Каждая система квантовой динамический бильярд проявит эффект, называемый рубцевание, где квантовая плотность вероятности показывает следы путей классической бильярдный шар взял бы. Для эллиптической арены рубцы особенно заметны в фокусах, так как это область, где сходятся многие классические траектории. Шрамы в очагах в просторечии называют «квантовым миражом».

Квантовый мираж впервые экспериментально наблюдали Хари Манохаран, Кристофер Лутц и Дональд Эйглер на IBM Исследовательский центр Альмадена в Сан-Хосе, Калифорния, в 2000 году. Эффект весьма примечателен, но в целом согласуется с предыдущими работами по квантовой механике динамического бильярда на эллиптических аренах.

Квантовый загон

Колодец (квантовый загон) (2009) автор: Джулиан Восс-Андреэ. Создано с использованием экспериментальных данных 1993 года Лутцем. и другие., позолоченная скульптура была представлена ​​в обзоре художественной выставки «Квантовые объекты» 2009 года в журнале Природа.[1]

Мираж возникает в очагах квантовый загон, кольцо атомов произвольной формы на субстрат. Квантовый загон был продемонстрирован в 1993 году Лутцем, Эйглер, и Кромми[2] используя эллиптический кольцо утюг атомы на медь поверхность с помощью наконечника низкотемпературного сканирующий туннельный микроскоп манипулировать отдельными атомами.[3] В ферромагнитный Атомы железа отражали поверхностные электроны меди внутри кольца в виде волнового рисунка, как и предсказывает теория квантовая механика.

Размер и форма загона определяют его квантовые состояния, включая энергию и распределение электронов. Чтобы создать условия, подходящие для миража, команда из Альмадена выбрала конфигурацию загона, в которой электроны концентрировались в фокусах эллипса.

Когда ученые поместили магнитный атом кобальта в один фокус загона, мираж этого атома появился в другом фокусе. В частности, одинаковые электронные свойства присутствовали в электронах, окружающих оба фокуса, хотя атом кобальта присутствовал только в одном фокусе. В сканирующей туннельной микроскопии атомно-острый металлический наконечник продвигается к атомно-плоской поверхности образца до тех пор, пока электронное туннелирование из атома в продвигающийся наконечник не станет эффективным. Используя острый наконечник, мы также можем расположить атомы, адсорбированные на поверхности, в уникальную форму; например, 48 адсорбированных атомов железа на Cu (111) расположены в круг диаметром 14,26 нм.[2] Электроны на поверхности меди удерживаются внутри круга, образованного атомами железа. Возникает картина стоячей волны с большим пиком в центре из-за конструктивной интерференции электронов на поверхности меди, когда они рассеиваются на адсорбированных атомах железа.

Приложения

Ученые IBM надеются использовать квантовые миражи для создания процессоров атомного масштаба в будущем.

Рекомендации

  1. ^ Болл, Филипп (26 ноября 2009 г.). "Квантовые объекты на выставке" (PDF). Природа. 462 (7272): 416. Bibcode:2009Натура 462..416Б. Дои:10.1038 / 462416a. Получено 12 января 2009.
  2. ^ а б Crommie MF, Lutz CP, Eigler DM (8 октября 1993 г.). «Удержание электронов в квантовых загонах на металлической поверхности». Наука. 262 (5131): 218–20. Bibcode:1991Научный ... 254.1319S. Дои:10.1126 / science.262.5131.218. PMID  17841867.
  3. ^ Роджерс, Бен (2011). Нанотехнологии: понимание малых систем. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 9.

внешняя ссылка