ارمغان یک جرم کوانتومی جدید برای عصر کوانتوم

ارمغان یک جرم کوانتومی جدید برای عصر کوانتوم

انجمن پارسیان: یک جرم کوانتومی تازه شناسایی شده می تواند نویدبخش ایجاد دستگاه های جدیدی باشد که از تجهیزات الکترونیکی جدید پیشی می گیرند.


به گزارش انجمن پارسیان به نقل از ایسنا، نوع جدیدی از جرم کوانتومی شناسایی شده است که می تواند حوزه نوظهور اوربیترونیک را متحول کند. اوربیترونیک از حالت های کوانتومی چرخشی الکترون ها برای ایجاد دستگاه های محاسباتی نسل بعدی بهره می گیرد که سریع تر و کارآمدتر هستند و مصرف انرژی آنها بسیار پایین تر است.
به نقل از ادونسد ساینس نیوز، اوربیترونیک به عنوان یک جانشین بالقوه برای الکترونیک سنتی در نظر گرفته می شود که در آن، داده ها با کنترل جریان های الکتریکی در ترانزیستورها ذخیره، منتقل و تنظیم می شوند. بااینکه اندازه ترانزیستور به مقیاس اتمی نزدیک می شود تا اجزای بیشتری را در یک سیستم کامپیوتری جا دهد اما در نهایت محدودیتی وجود خواهد داشت که نمی گذارد ترانزیستور کوچک تر شود.
از طرف دیگر، اوربیترونیک با رمزگذاری اطلاعات در حرکت چرخشی الکترون ها هنگام حرکت در اطراف هسته خود، یک جایگزین امیدوارکننده را ارائه می دهد. با این وجود، دستیابی به این هدف در عمل دشوار است. در بیشتر مواد، الکترون ها به دور هسته های خود در راستای مخالف می چرخند و تکانه زاویه ای مداری جمعی آنها را خنثی می کنند. حتی زمانی که میدان های الکترومغناطیسی برای ایجاد تکانه مداری خالص اعمال می شوند، الگوهای حاصل بطور معمول ناپایدار هستند و کنترل آنها چالش برانگیز است.
چیزی که در این بین وجود ندارد، یک پیکربندی قوی و پایدار می باشد که به عنوان «تک قطبی تکانه زاویه ای مداری» شناخته می شود و یک پیکربندی متشکل از چندین الکترون پیش بینی شده که می تواند ذخیره سازی و پردازش داده های مداری را ممکن و عملی کند.
مواد مورد استفاده در این پژوهش، متعلق به گروهی از مواد شناخته شده به عنوان «نیمه فلزات توپولوژیکی کایرال» هستند که خاصیت های منحصربه فردی دارند و این خاصیت ها آنها را به مواد امیدوارکننده ای برای کاربردهای اوربیترونیک تبدیل می کند.
مواد کایرال فاقد تقارن آینه ای هستند؛ به این معنا که ساختار آنها بطور طبیعی یک دست است و بر رفتار ذرات درون آنها تأثیر می گذارد. مواد توپولوژیکی دارای خاصیت های الکترونیکی هستند که انعطاف آنها را در مقابل اختلالات رخ داده در وضعیت مواد مانند ورود ناخالصی ها یا تأثیرات اعمال شده بر مواد توسط محیط می افزاید.
ترکیب کایرال و حفاظت توپولوژیکی که در هر دو ماده مورد استفاده در این پژوهش رخ می دهد، آنها را به گزینه های ایده آل برای مطالعه حالت های کوانتومی عجیب تبدیل می کند.
«مایکل شولر»(Michael Schüler) سرپرست گروه «مرکز محاسبات علمی، نظریه و داده» در «موسسه پل شرر»(PSI) واقع در سوئیس و دانشیار فیزیک «دانشگاه فریبورگ»(University of Fribourg) اظهار داشت: این یک مزیت قابل توجه برای مواد است برای اینکه برای به دست آوردن بافت ها نیاز به اعمال محرک های بیرونی وجود ندارد. آنها خاصیت ذاتی ماده هستند. این خاصیت می تواند ایجاد جریان های پایدار و کارآمد را بدون نیاز به شرایط خاص آسان تر کند.
علاوه بر این، پژوهش نظریه می تواند انواع کاملا جدیدی را از پیکربندی های الکترون نشان دهد که قابلیت های اوربیترونیک را تقویت می کنند. این حالت های الکترونی مکان سازی نشده می توانند کنترل بی سابقه ای را بر ذخیره سازی و انتقال اطلاعات فراهم آورند و ما را به یک تحول در فناوری محاسباتی نزدیک تر کنند.
این پژوهش در مجله «Nature Physics» به چاپ رسید.



منبع:

1403/08/07
10:50:59
5.0 / 5
86
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۶ بعلاوه ۵
انجمن پارسیان Parsian Forum