חוקרי סטנפורד קלטו לראשונה קפיצה קוונטית של קול

נערך על ידי: Svitlana Velhush

במעבדה של סטנפורד הפסיק לפתע מהוד מכני זעיר לרטוט בצורה חלקה, אלא בבת אחת — בדיוק כפי שחזה המכניקה הקוונטית. החוקרים תיעדו לראשונה את הרגע הזה בזמן אמת: קוונט של קול, או פונון, עבר ממצב אנרגטי אחד לאחר בתוך שברירי מילישנייה.

פונונים הם מנות בדידות של רטט, בדומה לפוטונים של האור. בעולם הרגיל הקול דועך בהדרגה, כמו פעמון לאחר מכה. ברמה הקוונטית האנרגיה משתנה בקפיצות, וכעת הצליחו החוקרים בראשות אמיר ספאבי-נאיני לתפוס קפיצה כזו "תוך כדי תנועה".

המפתח להצלחה היה מהוד מיקרוסקופי המסוגל "לצלצל" במשך שתי מילישניות שלמות — עבור גודלו זהו פרק זמן עצום. במהלך הזמן הזה הספיק קיוביט מוליך-על, המחובר למהוד, לבצע מאות מדידות ולקבוע במדויק את הרגע שבו נעלם הפונון, תוך מעבר ממצב "1" למצב "0".

הניסוי סולל את הדרך לטכנולוגיות קוונטיות חדשות. במחשבים קוונטיים קפיצות כאלה הן לעתים קרובות מקור לשגיאות; היכולת לעקוב אחריהן היא צעד חשוב לתיקון שגיאות. בנוסף, רגישותו של ההתקן תאפשר ליצור חיישנים מדויקים במיוחד, למשל לאיתור חלבונים בודדים בתוך תאים.

בעתיד, השליטה בקול הקוונטי תשפר גם גאדג'טים יומיומיים: סמארטפונים, חיישנים אקוסטיים ומכשירים אחרים שבהם לקול תפקיד מרכזי. המחקר פורסם בכתב העת Science ומשלים חיפוש בן מאה שנה, שהחל עוד בראשית המאה העשרים.

כעת האקוסטיקה הקוונטית עוברת מן התיאוריה למעשה, והדבר משנה את התפיסה של האופן שבו אפשר לשלוט ברטטים ברמה הבסיסית ביותר.

24 צפיות

מקורות

  • Researchers observe first real-time quantum jump in sound

תגובות

קראו כתבות נוספות בנושא זה:

האם קיימת חומר?-2

האם קיימת חומר?

HKUST Researchers Redraw the Boundary between Phases of Matter A research team led by Prof. Haruki WATANABE, Professor in the Department of Physics and the Jockey Club Institute for Advanced Study (IAS) at HKUST, in collaboration with Prof. Yukitoshi MOTOME and graduate student

Image
Reply
מצאתם טעות או אי-דיוק?הערותיכם ייבחנו בהקדם האפשרי.