Varoluşsal fizik kapsamımızı takip eden okuyucular hatırlayabilir Yakın tarihli bir atılım CERN’den Matter’in Kötü İkili, Antimadder. Fizikte olağanüstü bir gizem, evrenimizin çoğu teorik tahminle çelişen antimadde olmaktan daha fazla madde içermesidir. Bu nedenle bilim adamları, bunun neden ve nasıl olduğunu açıklamak istiyorlar.
Cern, antimadde okumak için bir başka önemli sıçrama duyurdu – ve bu kez başarı kuantum bilgi işlem alanına giriyor. Bir Doğa 23 Temmuz’da yayınlandı, Cern’s Baryon Antibery Simetri Deneyi (baz) İşbirliği, kuantum bilgisayarlar için en küçük bilgi birimi olan bir antimatter kuantum bitinin veya kubitin ilk gösterisini duyurdu.
Söz konusu küstah, bir protonun antimadter karşılığı olan bir antiproton, meraklı bir kuantum salınımına yakalandı – mükemmel ritmde “yukarı” ve “aşağı” spin durumları arasında ileri geri çıkıyor. Salınım 50 saniye sürdü. Araştırmacılar, bu sonucu sağlayan teknik yetenek, antimadde anlayışımızda önemli bir sıçramayı temsil ediyor.
Deney için, ekip, bir parçacığın manyetik anı veya manyetik alanlardaki davranışını ölçen tutarlı kuantum geçiş spektroskopisi adı verilen bir teknik uyguladı. İlk olarak, ekip bazı antiprotonlar getirdi Cern’in Antimadde Fabrikasıparçacıkları bir Elektromanyetik Penning Tuzağı– Manyetik alanların bir üst üste binmesi. Daha sonra, aynı mıknatısın içine ikinci bir çoklu tuzak kurdular ve işlemdeki parçacığın spin durumlarını ölçmek ve ayarlamak için tek tek antiprotonları çıkardılar.
Kuantum durumları kırılgandır ve dış dikkat dağıtıcı unsurlar tarafından kolayca rahatsız olur. Yanlış itme derhal onları boşaltma yoluna doğru yola çıkarabilir – bu, sistemin fizikçilerin bulmayı umduğu değerli bilgileri kaybeder. Kuantum sistemlerinin bu temel sınırlaması, 2017’de yeni denemeye benzer bir kurulum kullanan temel işbirliği için büyük bir endişe kaynağı oldu. Protonlar ve antiprotonların pratik olarak aynı manyetik anları vardı.
Ekip, teknolojisinde önemli bir revizyonlar yaptı ve decerherens’i bastırmak ve ortadan kaldırmak için gereken mekanizmaları geliştirmeye özel dikkat gösterdi. Bu sıkı çalışma ödendi; Antiproton, 50 saniye boyunca kararlı bir kuantum salınımı gerçekleştirdi – teorik olarak üstel bilgi depolamalarına izin verebilecek devletlerin üst üste binmelerinde kupitlerin nasıl bulunduğuna benzer bir hareket. Ek olarak, fizikçilerin ilk kez bu fenomeni tek bir serbest nükleer manyetik momentte gözlemledikleri, önceki deneyler ise sadece büyük parçacık gruplarında görmüştü.
Base sözcüsü Stefan Ulmer, “Bu, ilk antimatter kubitini temsil ediyor ve hassas deneylerde tek maddeye ve antimatter sistemlerine tüm tutarlı spektroskopi yöntemlerini uygulama olasılığını açıyor.” Dedi. ifade.
Bununla birlikte, ekip yeni sonuçların en azından yakın zamanda değil, kuantum hesaplamaya antimadde kubitleri sunacağına inanmıyor.
“Kullanımı mantıklı değil [the antimatter qubit] Kuantum bilgisayarlar için şu anda, çünkü, basitçe, antimadder’ın üretimi ve depolanmasıyla ilgili mühendislik regular maddeden çok daha zordur, ”diye açıkladı Latacz, maddenin ve antimaderin temel özellikleri paylaştığı bilindiğinden, ikincisini seçmenin pratik anlamı olmayacağını da sözlerine ekledi. [we find] Bu antimadter maddeden farklı davranıyor, o zaman bunu düşünmek ilginç olabilir. ”
Latacz, ekibin yapmayı umduğu ek iyileştirmeler var, ki bu çok yakında gerçekleşecek, dedi Latacz. Base-to-temel adım yükseltmeleri, daha yüksek hassasiyetle antiprotonları inceleme kapasitemizi büyük ölçüde artıracak ve “antiprotonun manyetik momentinin ölçümünü en az 10 faktör ve daha uzun bir perspektifte 100 faktör bile geliştirmemize izin verecek” dedi.
Yeni atılım, kuantum bilgi işlem, atomik saatler ve diğer alanlardaki mühendislik ilerlemelerine katkıda bulunabilir. Ancak araştırmacıların vurguladığı gibi, bu tür teknolojik uygulamalar yakında beklememiz gereken hiçbir şey değildir. Bununla birlikte, sonucun kendisi temel fizik için bazı büyüleyici dersler sunar – cevaplaması yıllar alabilecek sorular, ancak fizikçi Sean Carroll’u diğer son Cern bulgusundan alıntı yapmak için, “Eh, çok daha büyük bir bulmacanın küçük bir kısmı – ama bilirsiniz, her bölüm.”
