นักฟิสิกส์ได้ใช้ เป็น “กล้องจุลทรรศน์ควอนตัม” เพื่อศึกษาการเปลี่ยนเฟสในตัวนำยิ่งยวดที่มีอุณหภูมิสูง การทดลองนี้นับเป็นครั้งแรกที่ ถูกนำมาใช้เพื่อสำรวจปรากฏการณ์ของสสารควบแน่นที่ซับซ้อนเช่นนี้ และผลลัพธ์ คำตอบของปริศนาเกี่ยวกับอุณหภูมิเปลี่ยนผ่านในตัวนำยิ่งยวดที่เป็นเหล็ก แนะนำว่าเทคนิคนี้สามารถช่วยคลี่คลายปัจจัยที่ซับซ้อนที่ปรับปรุงให้ดีขึ้นได้ และยับยั้งตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง
เป็นสถานะ
ของสสารที่ก่อตัวขึ้นเมื่อก๊าซของโบซอน (อนุภาคที่มีการหมุนควอนตัมจำนวนเต็ม) ถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำจนโบซอนทั้งหมดตกอยู่ในสถานะควอนตัมเดียวกัน ภายใต้สภาวะเหล่านี้ โบซอนมีความไวสูงต่อความผันผวนเล็กๆ น้อยๆ ในสนามแม่เหล็กเฉพาะที่ ซึ่งรบกวนการทำงานของคลื่น
โดยรวมของพวกมัน และสร้างเป็นหย่อมๆ ที่มีความหนาแน่นมากขึ้นและน้อยลงในก๊าซ จากนั้นสามารถตรวจจับความผันแปรของความหนาแน่นเหล่านี้ได้โดยใช้เทคนิคทางแสง เครื่องมือใหม่นี้เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์อะตอมควอนตัมควอนตัมแบบสแกน ทำให้ความไวของสนามแม่เหล็กนี้ใช้งานได้จริง
“สโคป ของเราโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับกล้องจุลทรรศน์ เลนส์ขนาดใหญ่ โฟกัสแสงไปที่ตัวอย่าง มองที่แสงสะท้อน ยกเว้นตรงที่โฟกัส เรามีชุดของอะตอมควอนตัมที่แปลงสนามแม่เหล็กเป็นสนามแสง” อธิบาย หัวหน้าทีมเบนจามิน เลฟนักฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในสหรัฐอเมริกา
“มันคือเครื่องแปลงสัญญาณก๊าซควอนตัม” สร้างโพรบที่ใช้งานได้จริงเติบโตมาจากงานก่อนหน้าของ Lev เกี่ยวกับชิปอะตอม ในอุปกรณ์เหล่านี้ เมฆของอะตอมที่เย็นจัดจะถูกกักไว้ภายในห้องสุญญากาศเพื่อแยกอะตอมเหล่านั้นออกจากสภาพแวดล้อมและลอยด้วยสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยวงจร
ขนาดเล็กหรือชิป การประยุกต์ใช้ชิปอะตอมอย่างหนึ่งที่เป็นไปได้คือการใช้เมฆอะตอมที่แขวนลอยเหล่านี้เป็นหัววัดสนามแม่เหล็กที่มีความละเอียดสูงและละเอียดอ่อน แต่มีปัญหา: เมื่อใดก็ตามที่นักวิจัยต้องการเปลี่ยนการกำหนดค่าของชิป หรือนำตัวอย่างวัสดุใหม่มาไว้ใกล้ๆ อะตอม พวกเขาจำเป็น
ต้องทำลาย
สุญญากาศ ถอดชิ้นส่วนออปติกต่างๆ ออก นำชิปออก แล้วใส่ทุกอย่างกลับเข้าไปใหม่ . “มันต้องใช้เวลาเป็นเดือนจริงๆ ในการเปลี่ยนแปลงอะไรซักอย่าง” เลฟกล่าว “มันไม่ดีนักสำหรับการทดลองอย่างรวดเร็ว”
ภาวะแทรกซ้อนเพิ่มเติมคือการที่กระแสไหลผ่านชิปอะตอมทำให้ชิปร้อนขึ้น
ส่งผลต่ออุณหภูมิของตัวอย่างที่อยู่ใกล้เคียงในลักษณะที่คาดเดาหรือควบคุมได้ยาก เลฟสังเกตว่าสิ่งนี้ “ไม่เหมาะถ้าคุณต้องการศึกษาการเปลี่ยนเฟส” และปรากฏการณ์ที่ขึ้นกับอุณหภูมิอื่นๆ วิธีแก้ปัญหาของทีมสแตนฟอร์ดคือแยกชิปอะตอมออกจากตัวอย่างที่พวกเขาต้องการศึกษา
ในขณะที่อะตอมของรูบิเดียมที่เย็นจัดเป็นพิเศษยังคงอยู่ภายในห้องสุญญากาศ ชิปที่ใช้ในการดักจับด้วยแม่เหล็กจะอยู่ด้านนอกของมัน โดยมีช่องว่างไม่กี่ร้อยไมโครเมตรระหว่างตัวอย่างเพื่อเลื่อนเข้ามา “มันเป็นรูบิเดียมแบบบ้าๆบอๆ ของอุปกรณ์ แต่ใช้งานได้” ปริศนาการฆ่าตัวตาย
หลังจากทดสอบ กับตัวอย่างลวดทองแล้ว นักวิจัยได้หันไปใช้วัสดุที่ซับซ้อนกว่ามาก: ตัวนำยิ่งยวดที่เป็นเหล็ก ซึ่งมีสูตรทางเคมีว่า Ba(Fe 1 −x Co x ) 2 As 2 ที่อุณหภูมิห้อง วัสดุนี้เป็นโลหะที่มีโครงสร้างผลึกทรง แต่เมื่อเย็นลง วัสดุนี้จะผ่านการเปลี่ยนสถานะเป็น ที่อุณหภูมิซึ่งขึ้นกับเศษส่วนของยาสลบ
ณ จุดนี้ ความสมมาตรของผลึกของวัสดุถูกทำลายไปบางส่วน และมันแสดงรูปแบบการเย็บปะติดปะต่อกันที่มีลักษณะเฉพาะของโดเมนแม่เหล็ก อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิที่แน่นอนของการเปลี่ยนผ่านแบบเนมาติกนี้เป็นประเด็นที่มีการถกเถียงกัน เนื่องจากการวัดที่ไวต่อคุณสมบัติมวลรวมของวัสดุ
สิ่งที่พวกเขาพบคือ การเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้างของวัสดุเป็นเฟสเนมาติกและการเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอนเกิดขึ้นที่อุณหภูมิเดียวกัน ซึ่งตรงกันข้ามกับคำแนะนำของความแตกต่างในการศึกษาก่อนหน้านี้ คือประมาณ 135 K สำหรับตัวอย่างที่ไม่ได้เจือ และ 96.5 K สำหรับตัวอย่างที่มีค่า 2.5 %
ยาสลบ
“ผู้คนรู้สึกตื่นเต้นกับโพรบหลายรูปแบบ ซึ่งคุณสามารถวัดค่าที่แตกต่างกันสองค่าได้ในเวลาเดียวกัน โดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงตัวอย่างหรือวัสดุพิมพ์ใดๆ” Lev กล่าว “เรามีตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบของสิ่งนั้น และนั่นเป็นเพราะว่าอะตอมมีความโปร่งใสในทุกความยาวคลื่น ยกเว้นอะตอมที่สะท้อนกับรูบิเดียม”
ขอบเขตสำหรับการปรับปรุงตอนนี้ ได้พิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ในฐานะวิธีการศึกษาเนื้อหาที่เกี่ยวข้องกันอย่างมาก กล่าวว่าเขาและเพื่อนร่วมงานมี “รายการโครงการสนุกๆ ที่ต้องทำมากมาย” การทดลองติดตามผลที่เป็นไปได้ ได้แก่ การใช้ เพื่อตรวจสอบคุณสมบัติอื่นๆ ของสาร
(รวมถึงการขนส่งอิเล็กตรอนที่มีตัวนำยิ่งยวด) และศึกษาการขนส่งอิเล็กตรอนในวัสดุ 2 มิติ เช่น กราฟีน ทีมงานยังปรับปรุงความสามารถทางเทคนิคของเครื่องมือด้วยการลดการใช้ไครโอเจน ขยายช่วงอุณหภูมิในการทำงาน และออกแบบแท่นยึดใหม่เพื่อให้การแลกเปลี่ยนตัวอย่างง่ายขึ้น
และตัวเร่งปฏิกิริยาอื่นๆ ด้วย” พวกเขารายงาน “เราสามารถจินตนาการได้ว่ามันเป็น ‘การพิมพ์หินระดับโมเลกุล’ ซึ่งพลังของความสามารถในการตั้งโปรแกรมจะถูกถ่ายโอนไปยังการผลิตนาโนอนินทรีย์อนินทรีย์ 3 มิติ” สำหรับกระแสที่ขึ้นกับอุณหภูมิที่กำหนด กระแสวิกฤต (ระบุโดยลักษณะของความต้านทาน)
ในการจัดเก็บข้อมูลออปติคัลคือการเปิดตัวดิสก์วิดีโอดิจิทัลแบบอ่านอย่างเดียว (DVD) ดีวีดีเจเนอเรชันใหม่นี้สามารถเก็บข้อมูลได้ 4.7 Gbytes มากกว่าคอมแพคดิสก์ทั่วไปถึงเจ็ดเท่า การเพิ่มขีดความสามารถดังกล่าวเป็นผลมาจากการพัฒนาที่สำคัญหลายประการ การปรับปรุงขั้นพื้นฐาน
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
