开关在超流体|弧卓越中心在未来的低能电子技术

奇异相变释放途径的未来,superfluid-based技术。

作者保罗·戴克博士(斯文本科技大学)

我们可以学到很多东西通过研究微观和宏观物质的变化,因为它跨越了从一个阶段到另一个,比如从冰到水变成蒸汽。

虽然这些相变是很好理解的水,更了解动态系统从一个正常的流体时超流体,可流为零摩擦,即在不丢失任何能量。

斯文本科技大学的一项新研究观察原子气体从正常的流体过渡到超流体提供了新的见解的形成这些非凡的状态,为了未来,superfluid-based,量子技术,例如超低能量电子产品。

超流体的形成被认为涉及许多不同的时间尺度,与不同的动力学过程,发生在穿越相界面。

一个超流体是一个粒子的量子态流而不抵抗运动。

非平衡,动态过程,相变是具有挑战性的理解从理论的角度来看,在这些迷人的和潜在的有用物质的状态。

这样的非平衡现象在多体的量子系统涉及到相关性之间复杂的相互作用生成截然不同的时空尺度。访问完整的动力学在大多数材料可以禁止超短时间尺度。

未来技术基于量子态超流体或超导体等需要“交换”(开/关),所以了解系统进化后切换回答重要的基本问题,比如这些设备如何快速操作。

形成一个超流体中涉及到的相关运动许多微观成分大量粒子的量子力学。

超冷原子在斯文本科技大学实验室

”然而,稀释的超冷原子气体允许测量实时动态访问时间表,”主要作者保罗·戴克(斯文本科技大学)博士解释说。

“这里我们使用一个超冷原子气体的强烈相互作用的费密子(即费米气体),研究如何形成一个超流体所需的相关性建立后突然熄灭的交互。这需要系统平衡。”

”随后通过测量动态系统返回平衡我们可以解决涉及的不同时间尺度,建立不同的相关性。这些时间表取决于相应的长度尺度,短程相关性和对形成发展迅速,而整体的动量分布可以长好几个数量级达到平衡。”

新的实验表明:

接触参数量化的可能性找到两个原子在非常靠近对方,当原子形成双和强烈增强。

动力学的费米气体淬火统一性发表在物理评论快报2021年9月(DOi: 10.1103 / PhysRevLett.127.100405)

多亏了澳大利亚研究理事会资金,作者承认同事Tapio Simula(斯文本科技大学),米拉教区和Jesper Levinsen(莫纳什/舰队)和马修•戴维斯(UQ /舰队)有用的讨论和反馈。

通讯作者教授Chris淡水河谷带领船队的超冷原子气体的研究在斯文本科技大学

研究人员经常使用超冷原子研究量子系统,因为完美的“曲调”原子相互作用的能力。

超冷量子气体,中性原子现在帮助解锁费米系统的基础物理,经常发现现象不易在其他系统访问。

通过增加费密子原子之间的相互作用强度,实验可以探索“酉”限制,有望揭示原子行为的普遍特征相互作用的费米子可以连接我们理解超导和“bose - einstein”冷凝。

“基本从实验中发现这样可以帮助指导舰队的追求发展动态可切换的材料中粒子可以不消耗能量,”克里斯淡水河谷教授解释说通讯作者。

克里斯淡水河谷带领船队的研究量子气体在斯文本科技大学,在他的实验室常规冷却原子气体的温度接近绝对零度。在这个温度范围内,量子行为通常只发现在微观层面成为著名的在宏观层面上。

克里斯是在一百机队研究人员之一,都出于一个大挑战:减少能源使用信息和通信技术(ICT),已经至少占了全球用电量的8%,每十年翻一番。

舰队(ARC卓越中心在未来的低能电子技术)将开发系统,以最小的阻力,因此最小浪费电力流耗散的能量,在这“dissipationless”和设备电流可以开启和关闭。

这些设备将使革命性的新电子产品和通信技术与超低能耗。