Saturday, 28 November 2020

ทำแม่เหล็กให้เย็นด้วยเสียง

ทุกวันนี้การทดลองควอนตัมส่วนใหญ่ดำเนินการด้วยความช่วยเหลือของแสงรวมถึงการทดลองในนาโนเมคคานิกส์ซึ่งวัตถุเล็ก ๆ ถูกทำให้เย็นลงด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจนถึงระดับที่พวกมันเปิดเผยคุณสมบัติควอนตัม ตอนนี้ทีมนักฟิสิกส์ที่นำโดย Oriol Romero-Isart กำลังเสนอวิธีที่จะทำให้ microparticles เย็นลงด้วยคลื่นเสียงแทน

ในขณะที่ควอนตัมฟิสิกส์มักเกี่ยวข้องกับหน่วยการสร้างพื้นฐานของแสงและสสาร บางครั้งนักวิทยาศาสตร์ได้พยายามตรวจสอบคุณสมบัติควอนตัมของวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่า ดังนั้นจึงตรวจสอบขอบเขตระหว่างโลกควอนตัมและชีวิตประจำวัน เพื่อจุดประสงค์นี้พวกเขาจะชะลออนุภาคลงด้วยความช่วยเหลือของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและพลังงานเคลื่อนที่จะลดลงอย่างมาก หรือเรียกว่า “การสร้างความเย็นโดยลดการเคลื่อนที่” คุณสมบัติควอนตัมเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคถูกทำให้เย็นลงไปสู่สถานะพื้นควอนตัม ซึ่งก็คือระดับพลังงานที่ต่ำที่สุด ในขณะที่วิธีเดียวที่จะทำให้อนุภาคเย็นลงสู่สภาพพื้นคือการทำให้พวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับโฟตอนที่ติดอยู่ในเครื่องแลกเปลี่ยนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีนำโดย Carlos Gonzalez-Ballestero และ Oriol Romero-Isart จากภาควิชาฟิสิกส์เชิงทฤษฎีของมหาวิทยาลัย Innsbruck และสถาบัน Quantum Optics และ Quantum Information (IQOQI) ของออสเตรีย Academy of Sciences โดยความร่วมมือกับ Jan Gieseler นักทดลองจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและ ICFO ในบาร์เซโลนา เสนอให้ใช้คลื่นอะคูสติกในการคุมการเคลื่อนที่ของอนุภาคแม่เหล็ก

เช่นเดียวกับโฟตอน การสั่นสะเทือนในวัสดุแข็งสามารถอธิบายด้วยโฟนอนที่เรียกว่า แพ็คเก็ตคลื่นเสียงขนาดเล็กเหล่านี้แพร่กระจายผ่านตาข่ายคริสตัลของของแข็ง “ โฟนอนนั้นอยู่ในระบบเดี่ยว มันทำปฏิกิริยากับคลื่นแม่เหล็กเท่านั้น” Carlos Gonzalez-Ballestero อธิบาย “ ในงานของเราตอนนี้เราแสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยานี้สามารถควบคุมได้โดยสนามแม่เหล็ก” สิ่งนี้ทำให้สามารถทำการทดลองควอนตัมได้โดยไม่ต้องใช้โฟตอน “ ในทางกลับกันเรายังเสนอวิธีควบคุมอนุภาคขนาดเล็กมากด้วยคลื่นเสียงและแม่เหล็ก” Oriol Romero-Isart กล่าวเสริม วิธีการใหม่นี้ยังเปิดโอกาสใหม่ ๆ สำหรับการประมวลผลข้อมูลควอนตัมเช่นโดยใช้ phonons เป็นหน่วยความจำควอนตัม

ที่มา https://www.uibk.ac.at/newsroom/cooling-magnets-with-sound.html.en