Tweet
Experimento Corrige predicción de la teoría cuántica
ScienceDaily (19 de septiembre 2012) - Un equipo internacional de científicos está reescribiendo una página del libro de reglas de la física cuántica con la Universidad de Florida laboratorio una vez conocido como el lugar más frío del universo.
Mucho de lo que sabemos acerca de la mecánica cuántica es teórico y prueba a través de modelos de computadora ya que los sistemas cuánticos, como los electrones zumbando alrededor del núcleo de un átomo, son difíciles de precisar para su observación. Se puede, sin embargo, las partículas más despacio y atraparlos en el acto quantum sometiéndolos a temperaturas extremadamente frías. La nueva investigación, publicada en la edición del 20 de septiembre de la revista Nature, describe cómo este enfoque de la imagen fija se ha utilizado recientemente para anular una norma establecida de oro en la teoría cuántica.
"Estamos en la era de la mecánica cuántica", dijo Neil Sullivan, profesor de UF física y director del Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético de Alto B / T Facilidad en el campus de UF - sede de los experimentos de laboratorio Microkelvin donde pueden llevarse a cabo en casi absoluta temperaturas bajo cero. "Si usted ha tenido una resonancia magnética, que ha hecho uso de una tecnología cuántica".
El imán que acciona un escáner de resonancia magnética es una bobina superconductora transformado en un estado cuántico de helio líquido muy frío. En el interior de la bobina, la corriente eléctrica fluye sin fricción.
Quantum imanes y otros sucesos extraños, casi de otro mundo de la mecánica cuántica podría inspirar a los próximos avances importantes en tecnologías de computación, energía alternativa y transporte, como trenes de levitación magnética, dijo Sullivan. Pero la innovación no puede continuar sin un buen conjunto de directrices para ayudar a los ingenieros a transitar el camino cuántico.
Ahí es donde el laboratorio Microkelvin entra en juego es uno de los pocos centros en el mundo preparados para entregar las temperaturas extremadamente frías necesarias para frenar lo que Sullivan llama el "revoltijo" mundo de los sistemas cuánticos a temperatura normal a un ritmo manejable donde puede ser observado y manipulado.
"La temperatura ambiente es de aproximadamente 300 kelvin", dijo Sullivan. "El hidrógeno líquido se bombea a un cohete en el Centro Espacial Kennedy está a 20 kelvin".
Los físicos necesitan para enfriar los ánimos a 1 millikelvin, una milésima de kelvin sobre el cero absoluto o -459,67 grados centígrados, para traer la materia a un reino diferente, donde las propiedades cuánticas se pueden explorar.
Un estado fundamental de la mecánica cuántica, que los científicos están interesados en entender más a fondo es una fase frágil y efímero de la materia llamado condensado Bose-Einstein. En este estado, las partículas individuales que conforman un material comienzan a actuar como una unidad coherente. Es una condición difícil de inducir en el laboratorio, pero que los investigadores necesitan explorar si la tecnología es cada vez de aprovechar plenamente las propiedades del mundo cuántico.
Dos teóricos, Tommaso Roscilde en la Universidad de Lyon, Francia, y Rong Yu de la Universidad Rice en Houston, desarrolló las ideas fundamentales para el estudio y pidió a un colega, Armando Padua-Filho, de la Universidad de Sao Paulo en Brasil, para diseñar la muestra cristalina utilizada en el experimento.
"Nuestras mediciones definitivamente probado una predicción importante acerca de un comportamiento particular en un condensado Bose-Einstein", dijo Vivien Zapf, un científico del Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético de Los Alamos y una fuerza impulsora detrás de la colaboración internacional.
El experimento controlado el giro atómico de partículas subatómicas llamadas bosones en el cristal para ver si la transición a la condensación de Bose-Einstein se logró, y luego se enfrió la muestra para documentar el punto exacto donde las propiedades de condensado decayó. Ellos observaron el fenómeno esperado cuando se tomó la muestra a 1 millikelvin.
El cristal líquido utilizado en el experimento había sido dopado con impurezas en un esfuerzo para crear más de un escenario del mundo real, Zapf dijo. "Es bueno saber lo que pasa en muestras puras, pero el mundo real, es complicado y tenemos que saber cuáles son las reglas cuánticas se encuentran en esas situaciones".
Después de haber realizado una serie de simulaciones de antemano, sabían que el experimento les obligaría a generar temperaturas de hasta 1 millikelvin.
"Hay que ir al laboratorio Microkelvin en UF para eso", dijo. El laboratorio está ubicado en el Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético de Alto B / T Servicio en UF, financiado por la Fundación Nacional de Ciencia. Otros laboratorios puede llegar a la temperatura extrema requerida, pero ninguno de ellos puede sostener el tiempo suficiente para recoger todos los datos necesarios para el experimento.
"Me tomó seis meses para obtener las lecturas", dijo Liang Yin, un científico asistente en el departamento de física de UF que operaba el equipo en el laboratorio Microkelvin. "Debido a que el campo magnético se utiliza para controlar la intensidad de la onda en la muestra también se calienta. Hay que ajustar muy lentamente."
Sus hallazgos literalmente reescribió la regla para predecir las condiciones en que se produciría la transición entre los dos estados cuánticos.
"Todo el mundo debería estar viendo lo que sucede a medida que descubren propiedades de los sistemas a estas temperaturas extremadamente bajas", dijo Sullivan. "Un cable superconductor es superconductor por este concepto condensación de Bose-Einstein. Si alguna vez volvemos a sacar provecho de ella para la computación cuántica o de levitación magnética para trenes, tenemos que comprenderlo a fondo".
Link de la noticia:
http://translate.googleusercontent.c...EF1L2ZQc2GxVCA
ScienceDaily (19 de septiembre 2012) - Un equipo internacional de científicos está reescribiendo una página del libro de reglas de la física cuántica con la Universidad de Florida laboratorio una vez conocido como el lugar más frío del universo.
Mucho de lo que sabemos acerca de la mecánica cuántica es teórico y prueba a través de modelos de computadora ya que los sistemas cuánticos, como los electrones zumbando alrededor del núcleo de un átomo, son difíciles de precisar para su observación. Se puede, sin embargo, las partículas más despacio y atraparlos en el acto quantum sometiéndolos a temperaturas extremadamente frías. La nueva investigación, publicada en la edición del 20 de septiembre de la revista Nature, describe cómo este enfoque de la imagen fija se ha utilizado recientemente para anular una norma establecida de oro en la teoría cuántica.
"Estamos en la era de la mecánica cuántica", dijo Neil Sullivan, profesor de UF física y director del Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético de Alto B / T Facilidad en el campus de UF - sede de los experimentos de laboratorio Microkelvin donde pueden llevarse a cabo en casi absoluta temperaturas bajo cero. "Si usted ha tenido una resonancia magnética, que ha hecho uso de una tecnología cuántica".
El imán que acciona un escáner de resonancia magnética es una bobina superconductora transformado en un estado cuántico de helio líquido muy frío. En el interior de la bobina, la corriente eléctrica fluye sin fricción.
Quantum imanes y otros sucesos extraños, casi de otro mundo de la mecánica cuántica podría inspirar a los próximos avances importantes en tecnologías de computación, energía alternativa y transporte, como trenes de levitación magnética, dijo Sullivan. Pero la innovación no puede continuar sin un buen conjunto de directrices para ayudar a los ingenieros a transitar el camino cuántico.
Ahí es donde el laboratorio Microkelvin entra en juego es uno de los pocos centros en el mundo preparados para entregar las temperaturas extremadamente frías necesarias para frenar lo que Sullivan llama el "revoltijo" mundo de los sistemas cuánticos a temperatura normal a un ritmo manejable donde puede ser observado y manipulado.
"La temperatura ambiente es de aproximadamente 300 kelvin", dijo Sullivan. "El hidrógeno líquido se bombea a un cohete en el Centro Espacial Kennedy está a 20 kelvin".
Los físicos necesitan para enfriar los ánimos a 1 millikelvin, una milésima de kelvin sobre el cero absoluto o -459,67 grados centígrados, para traer la materia a un reino diferente, donde las propiedades cuánticas se pueden explorar.
Un estado fundamental de la mecánica cuántica, que los científicos están interesados en entender más a fondo es una fase frágil y efímero de la materia llamado condensado Bose-Einstein. En este estado, las partículas individuales que conforman un material comienzan a actuar como una unidad coherente. Es una condición difícil de inducir en el laboratorio, pero que los investigadores necesitan explorar si la tecnología es cada vez de aprovechar plenamente las propiedades del mundo cuántico.
Dos teóricos, Tommaso Roscilde en la Universidad de Lyon, Francia, y Rong Yu de la Universidad Rice en Houston, desarrolló las ideas fundamentales para el estudio y pidió a un colega, Armando Padua-Filho, de la Universidad de Sao Paulo en Brasil, para diseñar la muestra cristalina utilizada en el experimento.
"Nuestras mediciones definitivamente probado una predicción importante acerca de un comportamiento particular en un condensado Bose-Einstein", dijo Vivien Zapf, un científico del Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético de Los Alamos y una fuerza impulsora detrás de la colaboración internacional.
El experimento controlado el giro atómico de partículas subatómicas llamadas bosones en el cristal para ver si la transición a la condensación de Bose-Einstein se logró, y luego se enfrió la muestra para documentar el punto exacto donde las propiedades de condensado decayó. Ellos observaron el fenómeno esperado cuando se tomó la muestra a 1 millikelvin.
El cristal líquido utilizado en el experimento había sido dopado con impurezas en un esfuerzo para crear más de un escenario del mundo real, Zapf dijo. "Es bueno saber lo que pasa en muestras puras, pero el mundo real, es complicado y tenemos que saber cuáles son las reglas cuánticas se encuentran en esas situaciones".
Después de haber realizado una serie de simulaciones de antemano, sabían que el experimento les obligaría a generar temperaturas de hasta 1 millikelvin.
"Hay que ir al laboratorio Microkelvin en UF para eso", dijo. El laboratorio está ubicado en el Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético de Alto B / T Servicio en UF, financiado por la Fundación Nacional de Ciencia. Otros laboratorios puede llegar a la temperatura extrema requerida, pero ninguno de ellos puede sostener el tiempo suficiente para recoger todos los datos necesarios para el experimento.
"Me tomó seis meses para obtener las lecturas", dijo Liang Yin, un científico asistente en el departamento de física de UF que operaba el equipo en el laboratorio Microkelvin. "Debido a que el campo magnético se utiliza para controlar la intensidad de la onda en la muestra también se calienta. Hay que ajustar muy lentamente."
Sus hallazgos literalmente reescribió la regla para predecir las condiciones en que se produciría la transición entre los dos estados cuánticos.
"Todo el mundo debería estar viendo lo que sucede a medida que descubren propiedades de los sistemas a estas temperaturas extremadamente bajas", dijo Sullivan. "Un cable superconductor es superconductor por este concepto condensación de Bose-Einstein. Si alguna vez volvemos a sacar provecho de ella para la computación cuántica o de levitación magnética para trenes, tenemos que comprenderlo a fondo".
Link de la noticia:
http://translate.googleusercontent.c...EF1L2ZQc2GxVCA
Comentario