Co to jest Quantum Mirage?
Dziś odtwarzacze MP3 mniejsze niż książka z zapałkami mogą pomieścić dwa gigabajty informacji - wystarczająco dużo miejsca na około 500 utworów. Jeśli chodzi o możliwości, moc, szybkość i efektywność energetyczną, które można spakować do telefonu komórkowego lub laptopa, zjawisko zwane mirażem kwantowym wskazuje, że do tej pory powierzchnia mogła zostać zarysowana. Zasadniczo miraż kwantowy jest zjawiskiem sugerującym, że dane mogą być przesyłane bez konwencjonalnych drutów.
W 1993 r. Naukowcy IBM odkryli koncepcję mirażu kwantowego. Odkrycie to można uznać za punkt zwrotny w historii nanotechnologii, nawet gdy układy scalone zbliżają się do granicy miniaturyzacji. Jakkolwiek zaawansowana stała się ta technologia, zależy od czegoś wynalezionego w XIX wieku - drutów. W końcu druty stają się zbyt małe, aby zapewnić efektywny przepływ elektronów, a połączenie rozpada się.
Ci naukowcy z IBM uważają, że miraż kwantowy może prowadzić do tworzenia obwodów w skali atomowej . Zamiast przepływać przez druty, informacje w tym obwodzie atomowym napędzają falę w morzu elektronów.
Zespół w IBM, kierowany przez Dona Eiglera, przeprowadził eksperyment, aby zademonstrować miraż kwantowy w akcji. Za pomocą skanującego, tunelowego mikroskopu zebrali elipsę o średnicy 5000 razy mniejszej niż ludzki włos. Elipsa została utworzona przez naszyjnik 36 atomów kobaltu na powierzchni kryształu miedzi schłodzonego do czterech stopni powyżej zera absolutnego.
Użyli elipsy, ponieważ jako kształt geometryczny ma tak zwane punkty skupienia na każdym końcu swojej długiej osi. Jeśli narysujesz linię od jednego punktu ostrości do dowolnego punktu na elipsie, a następnie do przeciwnego punktu ostrości, odległość zawsze będzie taka sama.
Używali miedzi, ponieważ jest niemagnetyczna, a atomy kobaltu są magnetyczne. Głęboko zamrażają miedź, ponieważ kiedy jest tak zimno, elektrony w miedzi wytwarzają rezonans zwany efektem Kondo, gdy zetknie się z nimi atom kobaltu. Efekt Kondo jest pojęciem, że opór elektryczny zmienia się, gdy temperatura jest bliska 0 kelwinów.
Elipsa atomów kobaltu utworzyła koral zawierający elektrony z kryształu miedzi. Zgodnie z oczekiwaniami, gdy naukowcy IBM wykorzystali skaningowy mikroskop tunelowy do umieszczenia atomu w elipsie, zobaczyli efekt Kondo. Ale kiedy przenieśli atom kobaltu do jednego z punktów skupienia na elipsie, efekt Kondo pojawił się w drugim punkcie skupienia.
Zasadniczo rezonans wytworzony przez magnetyczny atom kobaltu oddziałujący z niemagnetycznymi elektronami miedzianymi przepłynął falę przez elektrony zawarte w naszyjniku kobaltu do drugiego punktu ogniskowania. Wszystko to pomimo faktu, że atomu nie było. Naukowcy nazwali ten efekt mirażem kwantowym.
Naukowcy IBM twierdzą, że miraż kwantowy może działać w sposób podobny do skupiania światła za pomocą soczewek lub dźwięku za pomocą reflektorów parabolicznych. Ale technologia ma przed sobą długą drogę. Łączenie naszyjnika atomów za pomocą skanującego, tunelowego mikroskopu zajmuje dużo czasu i energii. Ale jeśli proces ten można przyspieszyć i dopracować, wyobraź sobie, że pewnego dnia ludzie będą mogli przechowywać 10 000 utworów w mikroskopijnym odtwarzaczu MP3 wszczepionym do ucha wewnętrznego. Dlaczego nie? Przy takich zjawiskach jak miraż kwantowy we wszechświecie wszystko jest możliwe.