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奇角为量子技术进行强旋转旋转耦合

赖斯大学研究人员发现了一种赤铁铁的材料,显示出独特的可调相互作用,这可能对量子技术和传感产生重大影响。

迈克威廉姆斯 2021年6月5日
礼貌:京都大学Motoaki Bamba

有时事情有点脱掉了,事实证明是你所需要的。

这是当牙红铁晶体上的情况下的情况赖斯大学实验室略微未对准。那些晶体无意中成为一个发现的基础,这些发现应该与研究基于SpintRonics的量子技术的研究人员产生共鸣。

稻米物理学家Junichiro Kono,Alumnus Takuma Makihara及其合作者发现了一种赤铁铁材料,在这种情况下,氧化铁氧化铁,置于高磁场中,在晶体中的隆起之间显示出唯一可调的相互作用。

邻氧铁是氧化铁晶体,其加入一个或多个稀土元素。MAGGONS是Quasiparticly,幽灵构造,表示电子晶格中的电子旋转的集体激励。

与其他人必须做的是自然通信中出现的研究的基础,其中Kono和他的团队描述了两种由反谐振座主导的隆起之间的不寻常的耦合,通过它的同时增益或摇滚能量。

Kono说,通常,当两个振荡器共振耦合时,一个人收益,避免了牺牲了牺牲了能量。

在反谐振(或对抗)耦合中,两个振荡器可以通过与量子真空的相互作用同时获得或失去能量,零点区域预测由量子力学存在。

将其视为一种短暂的跷跷板,可以被迫在中间弯曲。

Makihara和共同作者的北海道大学和京都大学物理学家Motoaki Bamba kenji Hayashida使用了通过理论来表现出耦合的Magnon-Magnon系统的地面状态的显着量子挤压的可能性。

Kono表示,在挤压状态下,可以抑制与琼状器相关的可测量数量的波动量或噪声的量,在另一个数量中同时增加噪声。“它与Heisenberg不确定性原则有关,其中一组变量相关,但如果您尝试精确测量一个,则会丢失关于另一个的信息。如果你挤出一个,对其他成长的不确定性。

“通常,为了产生量子挤压状态,必须使用激光束强烈地驱动系统。但Takuma的系统是内在挤压的;也就是说,它可以被描述为已经挤压的状态,“他说。“这可能成为量子传感应用的有用平台。”

Makihara表示,具有在磁共振成像(MRI)中使用的强磁场实现的独特状态。该领域将扭矩施加到原子中的磁矩,在这种情况下是矫酯。这导致它们旋转(或生物)。

这需要一个强大的领域。The Kono lab’s RAMBO — the Rice Advanced Magnet with Broadband Optics — is a unique spectrometer developed with physicist Hiroyuki Nojiri at Tohoku University that allows researchers to expose materials cooled to near absolute zero to powerful magnetic fields up to 30 tesla in combination with ultrashort laser pulses.

“我们在说,'我们可以用rambo学习什么?在这个独特的制度中有哪些新物理学?“”斯坦福大学的一名研究生,Makihara说。“orthoferrites有这些千块龙,可在太赫兹制度中转移到30个特斯拉和频率。初始测量并不是那么有趣。

“但随后我们接受了晶体(上海大学物理学家Shixun Cao和他的小组),没有完全平行的面孔,”他说。“它们有点切成一定角度。有一天,我们以这样的角度在磁体上装载了晶体的角度,即磁场沿晶体轴施加。

“我们预计菱镁频率只是用磁场转移,但是当它倾斜时,我们看到了一个小的差距,”Makihara说。“所以,在与Bamba教授讨论这一发现之后,我们明确地要求在不同角度切割并测量那些,并看到这一巨大的反过境程度。这是超超声波耦合的签名。“

研究人员指出,与淡出物质和物质相互作用始终存在于淡品和物质相互作用中,但与主导的共振相互作用相比,与主导共振相互作用相比。康诺实验室研究的orthoferrites并非如此。

将材料暴露于高磁场并相对于诸如等于且甚至超过谐振的场泵浦的抗谐振倾斜晶体。

如果引入附加的旋转磁场(例如,从圆偏振光),则前景矩与旋转时刻(共旋转场)旋转的字段强烈相互作用,而它们与沿相反方向旋转的场弱相互作用(反调整字段)。

在量子理论中,Bamba表示,这些所谓的对抗相互作用导致奇异的相互作用,其中光和物质子系统都可以同时获得或失去能量。磁矩和反向场之间的相互作用被认为是反谐振,并且通常效果不大。然而,在研究水稻的问题 - 物质耦合系统中,可以使反谐相互作用优势。

“共旋转和对抗相互作用的强度通常是系统中的固定常数,并且共旋转相互作用的效果总是占据反向相互作用的影响,”Kono表示。“但是这种系统是违反直觉的,因为存在两个独立的耦合强度,并且通过晶体取向和磁场强度非常可调。我们可以创建一种新的情况,其中来自反向术语的影响比来自共旋转术语更大。

“在淡品系统中,当光线和物质的频率变得相等时,它们混合在一起形成一个极性筋,”他说。“我们的案例中发生了类似的东西,但它在物质和物质之间。两种Magnon模式杂交。当杂交程度变得如此高时,存在一直存在的问题,即它甚至超过共振能量。

礼貌:京都大学Motoaki Bamba

礼貌:京都大学Motoaki Bamba

“在这样的制度中,预计由于对抗相互作用而发生异国情调的现象,包括挤压的真空状态和相位过渡进入自发地出现的静态场的新状态,”他说。“我们发现我们可以通过调整磁场来实现这些条件。”

新的研究推进了KONO团队观察DICKE超大阶段转型,这是一种可能产生新的异国事物的现象,并导致量子记忆和转导的进步。该实验室发现了一个有希望的方法,以实现2018年在物质耦合中实现它,报告其在科学中发现。

Kono表示,该发现还证明了磁场中的矫正器可以用作量子模拟器,这是一种简单且高度可调谐的量子系统,其表示具有棘手的颗粒或实验不可访问的参数的实验不可访问的参数制度的更复杂的量子系统。他说,可调谐Magnon-Magnon耦合在orthoferrites中,可以使用洞察超声波的地面状态的洞察力,耦合灯具混合动力车。

KONO表示,他们的发现还将提示搜索更多展示效果的材料。“稀土orthoferrites是一大族材料,我们就是一个,”他说。

- 由Chris Vavra,Web Content Manager编辑,控制工程,CFE媒体和技术,cvavra@cfemedia.com.


迈克威廉姆斯
作者生物:Mike Williams是大米大学公共事务办公室的高级媒体关系专家。