Fysikere opfinder flux kondensator, pause tid-vending symmetri

I den populære filmfranchise "Back to the Future", en excentrisk videnskabsmand skaber en tidsmaskine, der kører på en flux kondensator.

Nu har en gruppe faktiske fysikere fra Australien og Schweiz foreslået en enhed, der bruger kvantetunnel af magnetisk flux omkring en kondensator, bryde tids-vending symmetri.

Forskningen, udgivet i denne uge i Fysisk gennemgangsbreve , foreslår en ny generation af elektroniske cirkulatorer, som er enheder, der styrer den retning, hvor mikrobølgesignaler bevæger sig.

Det repræsenterer et samarbejde mellem to Australian Research Council Centres of Excellence:Center for Engineered Quantum Systems (EQUS) og Center for Future Low-Energy Electronics Technologies (FLEET).

FLEET Associate Investigator Professor Jared Cole (arbejder på RMIT University) sagde, at den foreslåede enhed er bygget af en superleder, hvor elektricitet kan strømme uden elektrisk modstand.

Professor Cole tilføjede, "Vi foreslår to forskellige mulige kredsløb, hvoraf den ene ligner det ikoniske trekantede design af den filmiske flux-kondensator. (Se billeder.)

"I det, kvante "rør" med magnetisk flux kan bevæge sig rundt om en central kondensator ved en proces kendt som kvantetunnel, hvor de overvinder klassisk uoverstigelige forhindringer. "

Kombinationen af ​​magnetfelter og elektriske ladninger fører til, hvad fysikerne kalder brudt tidsomvendt symmetri.

"Desværre tillader denne effekt os ikke at rejse tilbage i tiden, "Sagde professor Tom Stace (University of Queensland).

"I stedet, det betyder, at signaler cirkulerer rundt i kredsløbet i kun en retning, meget gerne biler på en rundkørsel, " han sagde.

En sådan indretning kan f.eks. Bruges til at isolere dele af et eksperimentelt apparat fra hinanden, hvilket er afgørende, når de enkelte dele er ekstremt følsomme kvantesystemer.

Hovedforfatter Dr Clemens Mueller (ETH Zürich) sagde, at denne enhed er en afgørende komponent for næste generations teknologier, herunder den længe efterspurgte kvantecomputer.

Dr. Mueller sagde, "Vores forskning gør et vigtigt skridt i retning af at opskalere denne teknologi, hvor forskere har brug for præcist at styre og måle signaler omkring en kvantecomputer. "

På den nærmeste sigt, forskningen kunne finde anvendelse i udviklingen af ​​bedre elektronik til mobiltelefoner og wifi -antenner og forbedring af radar.

Papiret, "En passiv on-chip, superledende cirkulator ved hjælp af en ring af tunnelkryds, "Blev offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve den 23. maj 2018.

De to deltagende ARC Centres of Excellence udgør en del af Australiens betydelige styrke inden for kvanteforskning.

ARC Center of Excellence for Engineered Quantum Systems (EQUS) forskere bygger kvantemaskiner, der udnytter hele spektret af kvantefysik.

ARC Center of Excellence in Future Low-Energy Electronics Technologies (FLEET) udvikler en ny generation af ultra-lavenergi-elektronik til at løse den stigende udfordring ved energiforbrug i beregning.