.A Quantum Leap Through Time: Famous Double-Slit Experiment Reimagined
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.A Quantum Leap Through Time: Famous Double-Slit Experiment Reimagined
시간을 통한 양자 도약: 재창조된 유명한 이중 슬릿 실험
주제:모나쉬 대학교광학입자 물리학양자 역학 By MONASH UNIVERSITY 2023년 4월 13일 추상 입자 물리학 기술 런던 임페리얼 칼리지(Imperial College London)가 이끄는 국제 물리학자 팀은 이중 슬릿 실험을 성공적으로 재현하여 빛의 이중 특성을 입자와 파동으로 입증했지만 이번에는 공간이 아닌 시간 영역에서 수행했습니다. 이 실험은 펨토초(1000조분의 1초) 단위로 광학적 특성을 변화시키는 물질에 의존했으며, 이는 잠재적으로 새로운 기술에 사용되거나 물리학의 근본적인 질문을 탐구하는 데 사용될 수 있습니다. 연구원들은 메타물질인 인듐-주석-산화물의 박막을 사용했는데, 이 박막은 초고속 시간 척도에서 레이저에 의해 반사율이 변경되어 빛을 위한 '슬릿'을 생성했습니다.
이 획기적인 실험은 초고속 병렬 광 스위치의 개발로 이어지고 시간 결정 및 메타 물질에 대한 향후 연구를 위한 길을 열 수 있습니다. 물리학자들은 펨토초 단위로 광학 특성을 바꾸는 물질을 사용하여 공간이 아닌 시간에 이중 슬릿 실험을 재현했습니다. 이 연구는 초고속 광 스위치와 시간 결정 및 메타물질 의 발전으로 이어질 수 있습니다 . 국제 물리학자 팀이 빛이 공간이 아닌 시간 속에서 입자와 파동으로 행동하는 것을 보여준 유명한 이중 슬릿 실험을 재현했습니다.
이 실험은 새로운 기술에 사용되거나 물리학의 근본적인 질문을 탐구하는 데 사용될 수 있는 초 단위로 광학 특성을 변경할 수 있는 재료에 의존합니다. 1801년 왕립연구소의 Thomas Young이 수행한 최초의 이중 슬릿 실험은 빛이 파동으로 작용한다는 것을 보여주었습니다. 그러나 추가 실험에서는 빛이 실제로 파동과 입자로 모두 행동하여 양자 특성을 드러낸다는 것을 보여주었습니다.
-이 실험은 빛뿐만 아니라 전자, 중성자 및 전체 원자를 포함한 다른 '입자'의 이중 입자 및 파동 특성을 밝혀 양자 물리학에 심오한 영향을 미쳤습니다. Imperial College London 물리학자 들이 이끄는 연구팀은 공간이 아닌 시간의 '슬릿'을 사용하여 실험을 수행했습니다. 그들은 펨토초(1000조분의 1초) 단위로 속성을 변경하는 물질을 통해 빛을 발사하여 빛이 빠르게 연속적으로 특정 시간에만 통과하도록 함으로써 이를 달성했습니다.
Monash University의 물리학 및 천문학 학교장인 Stefan Maier 교수는 이 흥미로운 실험에 참여한 팀의 일원이자 과학 저널인 Nature Physics 에 발표된 연구의 공동 저자였습니다 . "시간 수정의 개념은 초고속 병렬 광 스위치로 이어질 가능성이 있습니다."라고 Maier 교수는 말했습니다. "또한 파동 물리학과 공간 영역에서 시간 영역으로 간섭과 같은 개념을 이전할 수 있는 방법에 대한 아름다운 시연입니다."
-임페리얼 칼리지 런던 물리학과의 리카르도 사피엔자(Riccardo Sapienza) 수석 연구원 교수는 “우리의 실험은 빛의 근본적인 특성에 대해 더 많이 밝히는 동시에 공간과 공간 모두에서 빛을 미세하게 제어할 수 있는 궁극적인 재료를 만드는 디딤돌 역할을 한다”고 말했다. 시간." 원래의 이중 슬릿 설정에는 두 개의 얇은 평행 슬릿이 있는 불투명 스크린에 빛을 비추는 것이 포함되었습니다. 화면 뒤에는 통과한 빛에 대한 감지기가 있었습니다. 파동으로 슬릿을 통과하기 위해 빛은 각 슬릿을 통과하는 두 개의 파동으로 나뉩니다. 이 파동이 반대편에서 다시 교차할 때 서로 '간섭'합니다.
-파동의 봉우리가 만나는 곳에서는 서로 강화되지만, 봉우리와 바닥이 만나는 곳에서는 서로 상쇄된다. 이것은 더 많은 빛과 더 적은 빛의 영역 검출기에 줄무늬 패턴을 만듭니다. 빛은 또한 광자라고 하는 '입자'로 뭉칠 수 있으며, 이는 한 번에 하나씩 탐지기에 부딪히는 것으로 기록될 수 있으며 점진적으로 줄무늬 간섭 패턴을 형성합니다. 연구원들이 한 번에 하나의 광자를 발사했을 때에도 광자가 두 개로 갈라져 양쪽 슬릿을 통해 이동하는 것처럼 간섭 패턴이 여전히 나타났습니다.
고전적인 버전의 실험에서는 물리적 슬릿에서 나오는 빛이 방향을 바꾸므로 빛의 각도 프로필에 간섭 패턴이 기록됩니다. 대신, 새로운 실험의 시간 슬릿은 빛의 주파수를 변경하여 색상을 변경합니다. 이것은 서로 간섭하는 빛의 색상을 생성하여 특정 색상을 강화하고 제거하여 간섭 유형의 패턴을 생성합니다. 연구팀이 사용한 재료는 대부분의 휴대전화 화면을 형성하는 인듐-주석-산화물 박막이었다.
이 물질은 초고속 시간 척도에서 레이저에 의해 반사율이 변경되어 빛을 위한 '슬릿'을 생성했습니다. 이 물질은 팀이 예상했던 것보다 훨씬 빠르게 레이저 제어에 반응하여 몇 펨토초 안에 반사율을 변화시켰습니다. 이 물질은 자연에서 찾을 수 없는 특성을 갖도록 설계된 메타 물질입니다. 이러한 빛의 미세 제어는 메타물질의 가능성 중 하나이며 공간 제어와 결합될 때 블랙홀 과 같은 근본적인 물리학 현상을 연구하기 위한 새로운 기술과 아날로그를 만들 수 있습니다 . 공저자인 Imperial College의 John Pendry 교수는 "이중 시간 슬릿 실험은 방사선의 한 주기 규모에서 광 펄스의 시간적 구조를 해결할 수 있는 완전히 새로운 분광법의 문을 열었습니다."라고 말했습니다. 다음 팀은 원자 결정과 유사하지만 광학 특성이 시간에 따라 달라지는 '시간 결정'의 현상을 탐구하고자 합니다. 이 실험에 대한 자세한 내용은 Physicists Reveal Quantum Nature of Light in a New Dimension을 참조하십시오 .
참조: Romain Tirole, Stefano Vezzoli, Emanuele Galiffi, Iain Robertson, Dries Maurice, Benjamin Tilmann, Stefan A. Maier, John B. Pendry 및 Riccardo Sapienza의 "광학 주파수에서의 이중 슬릿 시간 회절", 2023년 4월 3일, Nature Physics . DOI: 10.1038/s41567-023-01993-w
https://scitechdaily.com/a-quantum-leap-through-time-famous-double-slit-experiment-reimagined/
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메모 230414_1906,1715 나의 사고실험 oms 스토리텔링
그들은 펨토초(1000조분의 1초) 단위로 속성을 변경하는 물질을 통해 빛을 발사하여 빛이 빠르게 연속적으로 특정 시간에만 통과하도록 함으로써 이를 달성했습니다.
강렬한 펨토초 레이저는 샘플링 oss.bass xy.vectorsum.lenz 효과에서 나타날 수 있고 샘플링 qoms.lenz 중첩현상에서도 나타날 수 있다. 이들이 고체를 아토초 이내로 자화 시키는 일은 마치 초신성 폭이 중성자 별에서 무거운 원자를 만드는데 강렬한 레이저 빛의 역할이 주도 했음을 알린다. 허허.
중성자별은 무거운 별이 진화의 마지막 단계에서 초신성폭발을 겪고, 남겨진 중심핵을 말한다. 초신성 폭발 광폭 광자 샤워 후, 중심핵 부분은 계속 수축하게 되는데, 이때 양성자 22-1/3=+1 와 전자-1가 합쳐져 중성자1-1=0를 형성하게 된다.
.Intense lasers magnetize solids within attoseconds
강렬한 레이저는 아토초 내에 고체를 자화시킵니다
Jenny Witt, 막스 플랑크 소사이어티 단층 BiH에서 자기의 초고속 켜기. 육각형 BiH 격자 및 자기의 초고속 켜기 그림 - 강렬한 펨토초 레이저 펄스가 재료에 조사되어 스핀-궤도 상호 작용을 통해 자화 및 스핀 뒤집기를 유도하는 전자 전류를 자극합니다 . b SOC가 있거나 없는 BiH의 밴드 구조(빨간색 및 파란색 밴드는 각각 점유 및 비점유 상태를 나타냄). SOC의 경우 각 밴드는 스핀 퇴화됩니다. c 여러 구동 강도(파장 3000nm의 경우)에 대해 원형 편광 펄스에 의해 구동되는 계산된 스핀 기대값 < Sz (t)> . 엑스 _-동역학에서 다른 시간 척도를 전달하기 위해 운전 필드의 구성 요소는 임의의 단위로 설명됩니다. 출처: npj Computational Materials (2023). DOI: 10.1038/s41524-023-00997-7 APRIL 6, 2023
강렬한 레이저 광은 현재까지 가장 빠른 자기 반응인 아토초 규모의 고체에 자기를 유도할 수 있습니다. 이것은 여러 2D 및 3D 재료의 자화 과정을 조사하기 위해 고급 시뮬레이션을 사용한 독일 함부르크 소재 막스 플랑크 물질 구조 및 역학 연구소의 이론가들이 도달한 발견입니다. 그들의 계산은 무거운 원자를 가진 구조에서 레이저 펄스에 의해 시작된 빠른 전자 역학이 아토초 자기 로 변환될 수 있음을 보여줍니다 . 이 작업은 npj Computational Materials 에 게시되었습니다 . 팀은 여러 벤치마크 2D 및 3D 재료 시스템에 집중했지만 결과는 무거운 원자 구성 요소를 포함하는 모든 재료에 적용됩니다.
"무거운 원자는 강력한 스핀-궤도 상호 작용을 유도하기 때문에 특히 중요합니다."라고 주저자인 Ofer Neufeld는 설명합니다. "이 상호 작용은 빛에 의해 유도된 전자 운동을 스핀 분극화 , 즉 자성으로 변환하는 데 핵심입니다. 그렇지 않으면 빛이 단순히 전자의 스핀과 상호 작용하지 않습니다." 작은 나침반 바늘처럼 전자는 공간에서 어떤 방향(예: '위' 또는 '아래', 소위 '스핀')을 가리키는 내부 바늘을 가지고 있다고 상상할 수 있습니다.
각 전자의 스핀 방향은 주변의 화학적 환경, 예를 들어 볼 수 있는 원자와 다른 전자의 위치에 따라 달라집니다. 비자성 물질에서 전자는 모든 방향으로 동일하게 회전합니다. 반대로 개별 전자의 스핀이 서로 정렬되어 같은 방향을 가리키면 물질이 자성이 됩니다. 이론가들은 일반적으로 물질 내부에서 매우 빠른 시간 단위로 전자를 가속하는 강한 선형 편광 레이저 펄스와 고체가 상호 작용할 때 어떤 자기 현상이 발생할 수 있는지 조사하기 시작했습니다. Neufeld 는 "이러한 조건은 탐구하기에 매력적입니다. 왜냐하면 레이저 펄스가 선형 편광을 가질 때 일반적으로 어떤 자성도 유도하지 않는다고 믿기 때문입니다."라고 Neufeld는 말합니다.
예상외로 그들의 시뮬레이션은 자성이 일시적인 경우에도 이러한 특히 강력한 레이저가 재료를 자화한다는 것을 보여주었습니다. 이는 레이저 펄스가 꺼질 때까지만 지속됩니다. 그러나 가장 주목할 만한 발견은 이 프로세스의 속도와 관련이 있습니다. 자화는 500아토초 미만의 매우 짧은 시간 단위로 진화합니다. 이는 지금까지 가장 빠른 자기 반응에 대한 예측입니다. 1초가 약 320억 년인 것처럼 단일 아토초는 1초입니다. 기본 메커니즘을 설명하기 위해 고급 시뮬레이션 도구를 사용하여 팀은 강렬한 빛이 전자의 스핀을 앞뒤로 뒤집는다는 것을 보여주었습니다.
레이저는 수백 아토초의 공간에서 원형과 같은 궤도에서 전자를 효과적으로 가속합니다. 이러한 강력한 스핀 궤도 상호 작용은 스핀 방향을 정렬합니다. 이 과정은 볼링공이 표면 위를 미끄러지다가 구르기 시작하는 것으로 상상할 수 있습니다. ) 앞뒤로 구르면서 자화시킵니다. 두 힘이 함께 작용하여 공이 굴러갑니다. 그 결과는 자화의 기초 에 대한 매혹적인 새로운 통찰을 제공한다고 Neufeld는 말합니다. 자기의 한계는 수십 아토초인데, 그것이 전자 운동의 자연적인 속도 한계이기 때문입니다." 다양한 재료의 기본 수준에서 이러한 빛 유도 자화 프로세스를 이해하는 것은 초고속 메모리 장치 개발을 향한 중요한 단계이며 자성에 대한 현재의 이해를 변화시킵니다.
추가 정보: Ofer Neufeld 외, 강렬한 펨토초 레이저로 구동되는 비자성 재료의 아토초 자화 역학, npj 전산 재료 (2023). DOI: 10.1038/s41524-023-00997-7 막스 플랑크 소사이어티 제공
- This experiment had a profound impact on quantum physics by revealing the double particle and wave properties of not only light but also other 'particles' including electrons, neutrons and whole atoms. A research team led by Imperial College London physicists performed experiments using 'slits' in time rather than space. They achieved this by shooting light through a material that changes its properties in femtoseconds (millionths of a second), allowing the light to pass through in rapid succession and only for a certain amount of time.
- This experiment had a profound impact on quantum physics by revealing the double particle and wave properties of not only light but also other 'particles' including electrons, neutrons and whole atoms. A research team led by Imperial College London physicists performed experiments using 'slits' in time rather than space. They achieved this by shooting light through a material that changes its properties in femtoseconds (millionths of a second), allowing the light to pass through in rapid succession and only for a certain amount of time.
-Where the peaks of the waves meet, they reinforce each other, but where the peaks and bottoms meet, they cancel each other out. This creates a stripe pattern on the detector in areas with more light and less light. Light can also coalesce into 'particles' called photons, which can be recorded as hitting a detector one at a time, progressively forming a fringed interference pattern. Even when the researchers fired one photon at a time, the interference pattern still appeared as the photon split in two and traveled through both slits.
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Memo 230414_1906,1715 My thought experiment oms storytelling
They achieved this by shooting light through a material that changes its properties in femtoseconds (millionths of a second), allowing the light to pass through in rapid succession and only for a certain amount of time.
Intense femtosecond lasers can appear in sampling oss.bass xy.vectorsum.lenz effects and in sampling qoms.lenz superpositions. Their magnetization of solids to less than attosecond suggests that the supernova width is dominated by the role of intense laser light in creating heavy atoms in neutron stars. haha.
A neutron star is a core left after a massive star went through a supernova explosion in the final stage of its evolution. After the supernova explosion wide photon shower, the core part continues to contract, when proton 22-1/3=+1 and electron-1 combine to form neutron 1-1=0.
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