Ang Makabuluhang Pagtuklas ay Maaaring Buksan ang Bagong Larangan ng Teknolohiya ng Quantum na Tinawag na “Magnonics”

Ang isang teknolohikal na tagumpay ay maaaring paganahin ang isang bagong larangan ng kabuuan ng teknolohiya na tinatawag na “magnonics” sa pamamagitan ng matagumpay na pagpapares ng dalawang uri ng mga particle ng kabuuan na tinatawag na mga photon at magnon ng microwave.

Ang unibersidad ng Chicago, ang mga siyentipiko ng Argonne ay inamo ang mga pakikipag-ugnayan ng photon-magnon

Sa isang kauna-unahang pagtuklas, mga mananaliksik Unibersidad ng ChicagoAng Pritzker Molecular Engineering School at Argonne National Laboratory ay inanunsyo na maaari nilang direktang makontrol ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang uri ng mga particle ng kabuuan na tinatawag na mga microwave photon at magnon. Ang diskarte ay maaaring isang bagong paraan ng paglikha ng teknolohiya ng kabuuan, kabilang ang mga elektronikong aparato na may mga bagong kakayahan.

Ang mga siyentipiko ay may mataas na pag-asa para sa kabuuan ng teknolohiya na naunlad sa pamamagitan ng leaps at hangganan sa nakaraang dekada at maaaring maging pundasyon ng makapangyarihang mga bagong uri ng computer, mga ultra-sensitibong detektor, at kahit na mga komunikasyon na “hacking-proof”. Gayunpaman, mananatili ang mga paghihirap sa pag-scale ng teknolohiya na nakasalalay sa pagmamanipula ng pinakamaliit na mga maliit na partikulo upang samantalahin ang mga kakaibang katangian ng dami ng physics.

Dalawang tulad ng mga particle ng kabuuan ay mga microphone photon – ang mga elementarya na maliit na butil na bumubuo sa mga electromagnetic na alon na kasalukuyang ginagamit namin para sa wireless na komunikasyon – at mga magnet. Ang mga magnet ay ang term na ginamit para sa isang entity-like entity na lumilikha ng tinatawag ng mga siyentista na “spin waves,” tulad ng mga kaguluhan na tulad ng alon na maaaring mangyari sa mga magnetic material at maaaring magamit upang ilipat ang impormasyon.

Ang pagkuha ng dalawang uri ng mga particle na ito upang makipag-usap sa bawat isa ay lumitaw bilang isang promising platform para sa parehong klasiko at kabuuan ng pagpoproseso ng impormasyon sa mga nakaraang taon. Gayunpaman, ang pakikipag-ugnay na ito ay napatunayan na imposibleng manipulahin sa real time hanggang ngayon.

“Bago ang aming pagtuklas, ang pagkontrol sa pakikipag-ugnayan ng photon-magnon ay tulad ng pagbaril ng arrow sa hangin,” sabi ni Xufeng Zhang, isang siyentista mula sa Center for Nano-Scale Materials sa Argonne National Laboratory at ang kaukulang may-akda ng pag-aaral. “Kapag nasa paglipad ay walang kontrol sa arrow na iyon.”

Ang pagtuklas ng koponan ay binago iyon. “Ito ay mas katulad ng paglipad ng isang drone na maaari nating idirekta at makontrol ang paglipad nito nang elektronikong paraan,” sabi ni Zhang.

Sa pamamagitan ng matalinong engineering, ang koponan ay gumagamit ng isang de-koryenteng signal upang baguhin ang pana-panahong dalas ng dalas ng pag-oscillation, sa gayon tinitiyak ang mabisang pakikipag-ugnayan ng magnon-photon. Ang resulta ay ang unang microwave magnonic device na maaaring “ibagay” ng mga siyentipiko sa kanilang kagustuhan.

Ang aparato ng koponan ay maaaring makontrol ang lakas ng pakikipag-ugnayan ng photon-magnon sa anumang punto habang ang impormasyon ay inililipat sa pagitan ng mga photon at magnon. Maaari pa ring i-on at i-off ang pakikipag-ugnayan nang ganap. Sa tampok na pagsasaayos na ito, maaaring maproseso at manipulahin ng mga siyentipiko ang impormasyon sa mga paraang lumalagpas sa kasalukuyang mga bersyon ng mga hybrid magnonic device.

“Bago ang aming pagtuklas, ang pagkontrol sa pakikipag-ugnayan ng photon-magnon ay tulad ng pagbaril ng isang arrow sa hangin.”

Xufeng Zhang, Argonne Nano-Scale Materials Center

“Ang mga mananaliksik ay naghahanap ng isang paraan upang makontrol ang pakikipag-ugnayan na ito sa nakaraang ilang taon,” sabi ni Zhang.

Ang pagtuklas ng koponan ay magbubukas ng isang bagong direksyon para sa pagproseso ng signal na batay sa magnon at dapat na humantong sa mga elektronikong aparato na may mga bagong kakayahan.

Maaari rin itong magbigay ng mga mahahalagang aplikasyon para sa pagpoproseso ng kabuuan ng signal, kung saan ang mga pakikipag-ugnay na micros-magnonic ay ginalugad bilang isang nangangako na kandidato para sa paglilipat ng impormasyon sa pagitan ng iba’t ibang mga system ng kabuuan.

Ang iba pang mga may-akda ng pag-aaral ay sina Changchun Zhong at Liang Jiang mula sa University of Chicago, at Jing Xu, Xu Han, at Dafei Jin mula sa Argonne National Laboratory.

Sanggunian: “Floquet Cavity Electromagnonics”, Jing Xu, Changchun Zhong, Xu Han, Dafei Jin, Liang Jiang at Xufeng Zhang, Disyembre 1, 2020, Mga Sulat sa Physical Review.
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.125.237201

Pagpopondo: US Basic Energy Science Department of Energy, US Army Research Laboratory, Army Research Office, Air Force Scientific Research Office, National Science Foundation, Packard Foundation.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang lumalaking problema ng “malalim na heograpiya”

Ang maaaring mukhang isang imahe ng Tacoma ay talagang isang simulate na nilikha sa pamamagitan ng paglilipat ng mga biswal na imahe ng Beijing...

Bagong Milky Way Exterior Destroyers Bagong Sky Map ay Inilabas – Madilim na Mahalagang Mga Konsepto ay Maaaring Magbigay ng Bagong Eksperimento

Ang mga astronomo ay naglabas ng isang bagong celestial map ng Milky Way galaxy na pinakamalapit sa aming kalawakan. Kredito: NASA / JPL-Caltech...

Susunod na Generation Stable Pop-Up na Istraktura na inspirasyon ni Origami

Ni Harvard John A. Paulson School of Engineering at Applied Science Abril 22, 2021 Ang hindi masusunog na kanlungan na ito ay hindi natatakpan ng makapal...

Pinalitan ng DNA ang Y Chromosome na Nag-aambag ng Maikling Buhay na Buhay sa Mga Lipad ng Lalaki

Pagpapayaman ng Heterochromatin sa lahat ng mga chromosome. Immunofluorescence stain ng H3K9me3 sa male mitotic chromosome. Bar scale ay 50μm. Kredito:...

Pinapayagan ng mga polimer na kumakain ng polimer ang “biodegradable” na mga plastik na tunay na masusunog

Ang ginagamot na plastik (kaliwa) ay naghiwalay pagkatapos ng tatlong araw lamang sa karaniwang pag-aabono (kanan) at ganap na makalipas ang dalawang linggo. ...

Newsletter

Subscribe to stay updated.