Omgivelsesstøj viste sig at forbedre transporten af ​​energi over en linje af ioner

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i Østrig og Tyskland har vist, at introduktion af miljøstøj til en linje af ioner kan føre til øget transport af energi på tværs af dem. I deres papir udgivet i Fysisk gennemgangsbreve , forskerne beskriver deres eksperimenter, og hvorfor de mener, at deres resultater vil være nyttige for andre forskere.

Tidligere forskning har vist, at når elektroner bevæger sig gennem ledende materiale, midlerne, hvormed de gør det, kan beskrives ved kvantemekaniske ligninger. Men i den virkelige verden, sådan bevægelse kan hindres af interferens på grund af støj i omgivelserne, fører til undertrykkelse af transportenergien. Tidligere forskning har også vist, at elektricitet, der bevæger sig gennem et materiale, kan beskrives som en bølge - hvis sådanne bølger forbliver i takt, de beskrives som værende sammenhængende. Men sådanne bølger kan forstyrres af støj eller defekter i et atomgitter, fører til undertrykkelse af flow. En sådan undertrykkelse på et givet sted er kendt som en Anderson-lokalisering. I denne nye indsats, forskerne har vist, at Anderson-lokaliseringer kan overvindes ved brug af miljøstøj.

Arbejdet bestod i at isolere 10 calciumioner og holde dem i rummet som en sammenføjet linje - en endimensionel krystal. Lasere blev brugt til at skifte ionerne mellem tilstande, og energi blev introduceret til ionlinjen ved hjælp af laserimpulser. Denne opsætning tillod dem at se, når energi bevægede sig langs ionlinjen fra den ene ende til den anden. Anderson-lokaliseringer blev introduceret ved at affyre individuelle lasere mod hver af ionerne - energien fra laserne resulterede i ioner med forskellig intensitet. Med en grad af uorden på plads, holdet skabte derefter støj ved tilfældigt at ændre intensiteten af ​​de stråler, der blev affyret mod de individuelle ioner. Dette resulterede i frekvenswobble. Og det var den slingre, som holdet fandt, tillod bevægelsen af ​​energi mellem ionerne for at overvinde Anderson-lokaliseringerne.

Forskerne bemærker, at der var en grænse for systemet - for meget støj, og energitransporten blev endnu engang langsommere på grund af kvante Zeno-effekten. De hævder, at deres system kan vise sig nyttigt for andre forskere, fordi det giver mulighed for at studere kvanteeffekter i et kunstigt konstrueret kvantesystem.

© 2019 Science X Network