موفقیت جدید محققان دانشگاه شیکاگو در حوزه کوانتوم

به گزارش «نبض فناوری»، سایتک دیلی اعلام کرد، دانشمندان دانشگاه "شیکاگو" برای اولین بار توانستند نوع جدیدی از شیء کوانتومی به نام "دیوارهای دامنه"(domain walls) را به میل خود در آزمایشگاه ایجاد کنند که به آنها امکان می‌دهد پدیده‌های کوانتومی را با جزئیات تجزیه و تحلیل کنند.

این کشف جدید می‌تواند به جامعه علمی کمک کند تا ذرات کوانتومی عجیب و غریب را بهتر درک کند و به طور بالقوه به توسعه فناوری‌های کوانتومی جدید در آینده منجر شود.

محققان در مقاله جدیدی که در مجله "نیچر"(Nature) منتشر شده است، کشف یک اتفاق عجیب را که در اتم‌ها در دمای بسیار پایین مشاهده شده است، تشریح کردند. آنها دریافتند که در شرایط مناسب، گروه‌هایی از اتم‌ها به دامنه‌هایی جدا می‌شوند و بین هر یک از این دامنه‌ها یک "دیوار" تشکیل می‌شود.

اگرچه دانشمندان قبلاً این دیوارهای دامنه را در آزمایش‌های دیگر دیده بودند، اما این اولین باری است که آنها به دلخواه و اختیار دانشمندان تولید می‌شوند و امکان مشاهده دقیق آنها فراهم می‌شود.

محققان براساس مشاهدات خود می‌گویند که هر یک از این دیوارها مانند یک شیء کوانتومی مجزا و مستقل از اتم‌ها رفتار می‌کنند.

"کای ژوان یائو" دانشجوی دکترا و نویسنده مسئول این مطالعه، این پدیده را با تپه‌های شنی مقایسه می‌کند و می‌گوید: اگر این پدیده را مانند تپه شنی فرض کنیم، مثل این است که تپه شنی رفتار متفاوتی با دانه‌های شن درون خود داشته باشد.

پروفسور "چنگ چین" سرپرست این مطالعه، مشاهدات شگفت‌انگیز انجام شده در مورد این اجرام کوانتومی عجیب را این گونه توضیح داد: ما تجربه زیادی در کنترل اتم‌ها داریم. ما می‌دانیم که اگر اتم‌ها را به سمت راست فشار دهید، آنها به سمت راست حرکت می‌کنند. اما در اینجا، اگر دیوار دامنه را به سمت راست فشار دهید، دیوار به سمت چپ حرکت می‌کند.

"دیوارهای دامنه" بخشی از یک دسته‌بندی به نام "پدیده‌های نوظهور" هستند، زیرا به نظر می‌رسد از قانون جدیدی از فیزیک پیروی می‌کنند. دانشمندان امیدوارند که تحقیقات آنها بتواند با افزودن دانش به این زمینه، راه‌هایی را برای فناوری‌های کوانتومی جدید باز کند.

"چین" می‌گوید: ممکن است کاربردهایی برای این پدیده از نظر ساخت مواد کوانتومی قابل برنامه‌ریزی یا پردازش اطلاعات کوانتومی وجود داشته باشد. می‌توان از آن برای ایجاد روشی قوی‌تر برای ذخیره اطلاعات کوانتومی یا فعال کردن عملکردهای جدید در مواد استفاده کرد. اما قبل از آن، اولین قدم این است که بفهمیم چگونه آنها را کنترل کنیم.

همانطور که در مورد سایر پیشرفت‌ها در حوزه مکانیک کوانتومی اتفاق می‌افتد، نتایج این مشاهدات جدید می‌تواند دامنه وسیعی داشته باشد، اما احتمالاً برای سال‌های زیادی کاربردی نخواهد شد. به عنوان مثال، محققان می‌گویند اساس فناوری‌های مدرن GPS متعلق به دانشمندانی در دهه ۱۹۵۰ بوده ‌است که در حال آزمایش نظریه نسبیت "اینشتین" بودند.

محاسبات کوانتومی یک جهش تکنولوژیکی پیش‌بینی شده است که می‌تواند نحوه تعامل ما با دنیای دیجیتال را به شدت تغییر دهد و قدرت محاسباتی انقلابی بالقوه‌ای را برای تعداد زیادی از زمینه‌ها فراهم کند.

منبع/ ایسنا