.Physicists Just Made a Century-Old Quantum Theory a Reality
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.Physicists Just Made a Century-Old Quantum Theory a Reality
물리학자들이 1세기 된 양자 이론을 현실로 만들었습니다
Anna Ettlin, 스위스 연방 재료 과학 및 기술 연구소(EMPA )2025년 3월 17일, 분자 레고 브릭 균일한 하이젠베르크 사슬의 경우, 연구자들은 5개의 탄소 고리로 구성된 나노그래핀 분자 올림픽을 사용했습니다. 출처: Empa
양자 물리학이 이론에서 현실로 도약했습니다! Empa 연구원들은 처음으로 합성 나노그래핀을 사용하여 오랫동안 이론화된 1차원 교대 하이젠베르크 모델을 성공적으로 구축했습니다. 이 작은 탄소 구조를 정확하게 형성함으로써 그들은 양자 상태를 조작하는 새로운 방법을 열어서 수세기 전의 예측을 확인했습니다. 이 획기적인 발견은 초고속 컴퓨팅에서 깨지지 않는 암호화에 이르기까지 실제 양자 기술로 나아가는 발판이 될 수 있습니다.
100년 된 양자 모델 재창조 2024년 Empa의 연구원들은 파트너들과 함께 합성 소재를 사용하여 1차원 교대 하이젠베르크 모델을 성공적으로 만들어 양자 물리학에서 중요한 이정표를 달성했습니다 . 거의 1세기 전에 처음 제안된 이 이론적 모델은 양자 자기를 이해하는 데 기본이 되는 선형 스핀 사슬을 설명합니다. 현재 Empa의 nanotech@surfaces 연구실 책임자인 Roman Fasel이 이끄는 팀은 한 걸음 더 나아가 실험실 환경에서 처음으로 관련 스핀 사슬 모델을 구축했습니다. 큰 결과를 가져온 미묘한 변화 이러한 모델 간의 주요 차이점은 스핀이 연결되는 방식에 있습니다.
교대 하이젠베르크 모델에서 스핀은 강하고 약한 결합의 반복적인 패턴을 통해 상호 작용합니다. 그러나 새 버전에서는 스핀이 균등하게 연결됩니다. 이 작은 조정으로 인해 현저하게 다른 행동이 나타납니다. 균일한 사슬은 강한 양자 얽힘과 장거리 상관 관계를 보이며, 기저 상태와 여기 상태 사이에 에너지 갭이 없습니다. 반면, 교대 모델은 에너지 갭이 발생하여 스핀이 단단히 결합된 쌍을 형성하는 경향이 있어 상관 관계가 빠르게 떨어집니다.
연구자들은 나노그래핀 스핀 체인을 구축함으로써 높은 정밀도로 이론적 예측을 확인할 수 있었고, 이는 실험 양자 물리학에서 중요한 단계를 나타냅니다. 그들의 획기적인 발견은 3월 14일 Nature Materials 에 게재되었습니다 . 두 모델 모두 2차원 탄소 물질 그래핀 의 작은 조각인 나노그래핀으로 실현되었습니다 . 연구자들은 이러한 조각의 모양을 정밀하게 제어함으로써 (양자) 물리적 특성을 조작할 수 있습니다. 목표는 다양한 양자 모델과 효과를 실험적으로 연구할 수 있는 일종의 "양자 레고"인 재료 플랫폼을 개발하는 것입니다.
올림픽으로 만든 균일한 하이젠베르크 사슬 Olympicene으로 만든 균일한 Heisenberg 사슬의 현미경 이미지; 위: 원자간력 현미경, 아래: 주사터널링 현미경. 출처: Empa 양자 기술을 실용적 응용 분야에 (작은) 한 걸음 더 가까이 옮기다 두 하이젠베르크 실험은 이 접근 방식을 강조합니다. 교대 스핀 사슬 모델의 경우, 연구자들은 소위 클라르의 잔을 시작 물질로 사용했는데, 모래시계 모양의 나노그래핀 분자로 11개의 탄소 고리로 구성되었습니다. 균일한 하이젠베르크 사슬의 경우, 그들은 다른 나노그래핀인 올림픽펜을 사용했는데, 올림픽펜은 5개의 고리로 구성되었으며 올림픽 링과 비슷해서 이름이 붙었습니다.
"우리는 이제 나노그래핀으로 양자 물리학의 이론적 모델을 실현할 수 있다는 것을 두 번째로 입증했으며, 이를 통해 예측을 실험적으로 검증할 수 있게 되었습니다."라고 Fasel은 말합니다. 다음으로, 연구자들은 나노그래핀을 사용하여 페리자성 스핀 체인을 만들고 조사할 계획입니다. 이러한 체인에서 자기 모멘트는 반평행 방식으로 정렬되지만 완전히 상쇄되지는 않습니다. 또한, 위상 상태, 양자 스핀 액체, 이국적인 임계 현상을 포함하여 스핀 체인보다 훨씬 더 다양한 위상을 나타내는 2차원 스핀 격자도 큰 관심사입니다. 이는 기초 연구와 실제 응용 분야 모두에서 특히 흥미롭습니다.
브리징 이론과 실제 양자 기술 결국, 양자 물리학 교과서의 모델을 재창조하는 것은 단순한 학문적 연습이 아니라 실용적인 목적도 있습니다. 양자 기술은 통신, 컴퓨팅 파워, 측정 기술 등에서 획기적인 진전을 약속합니다. 그러나 양자 상태는 취약하고 그 효과를 파악하기 어려워 실제 세계 응용 프로그램에 대한 연구가 특히 어렵습니다. Empa 연구원들은 나노그래핀 "양자 레고"를 통해 양자 효과에 대한 더 깊은 이해를 얻고 이를 통해 사용 가능한 양자 기술의 길을 닦기를 바랍니다.
참고 자료: Chenxiao Zhao, Lin Yang, João CG Henriques, Mar Ferri-Cortés, Gonçalo Catarina, Carlo A. Pignedoli, Ji Ma, Xinliang Feng, Pascal Ruffieux, Joaquín Fernández-Rossier 및 Roman Fasel의 "나노그래핀 기반 반강자성 스핀-1/2 Heisenberg 사슬의 스핀 여기", 2025년 3월 14일, 자연 소재 . DOI: 10.1038/s41563-025-02166-1
https://scitechdaily.com/physicists-just-made-a-century-old-quantum-theory-a-reality/
메모 2503180445 소스1.분석중_【】
_[3】아래의 4종류의 단위샘플들 qpeoms의 양자상태의 실질적인 msbase 기술을 실현 시킬 수 있는 보기들이다.
특히 sample msoss은 중성 상태로 중간자, 중성자의 속성으로 원자내 양자상태의 중간자나 중성자 역할을 하며 원자 msbase내 혹은 그 바깥으로 암흑물질을 만든다. 어허.
그리고 sample 1.vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)는 실제로 항성의 궤도나 자물쇠열쇠의 좌우를 연상 시키는 키랄구조로 dnr.ain의 우주의 두뇌격인 신을 연상 시키며 우주의 대칭성을 이론상 함의한다.
그리고 2-1.) 스핀이 전체적인 magixsum 상태를 실현하기위해 고르게 연결되어 있다면, 이 작은 조정은 눈에 띄게 다른 행동으로 이어진다: 균질 사슬은 강한 양자 얽힘과 장거리 상관관계를 나타내며, 바닥 상태 단위상태와 여기 상태 msbase 사이에 에너지 갭 중첩과 얽힘이외(*)는 달리 보이기는 게 없다. 즉시 매핑 상호교환이 보인다.
그러나 대조적으로, 단순 반복 프랙탈 교대 모델은 에너지 갭을 형성하는데, 이 경우 스핀은 밀접하게 결합된 쌍을 형성하여 양자적 얽힘 중첩의 실물간 상관관계가 급격히 떨어지게 된다.
보기1-1.
sample 1.vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd|~ |0000e0
000ac0|~ |f00bde
0c0fab|~ |000e0d
e00d0c|~ |0b0fa0
f000e0|~ |b0dac0
d0f000|~ |cae0b0
0b000f|~ |0ead0c
0deb00|~ |ac000f
ced0ba|~ |00f000
a0b00e|~ |0dc0f0
0ace00|~ |df000b
0f00d0|~ |e0bc0a
sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
sample msoss
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