"Empujar" y "tirar":espectros de eyección (a) e inyección (b) de impurezas en un experimento de gas cuántico. Un campo de RF impulsa una transición entre los estados de espín de impurezas que interactúan (↑) y no interactúan (↓). Crédito:Centro de excelencia ARC en tecnologías futuras de electrónica de bajo consumo energético
Un nuevo El estudio teórico dirigido por Monash avanza en nuestra comprensión de su papel en la termodinámica en el problema de las impurezas cuánticas.
La teoría de la impureza cuántica estudia el comportamiento de los átomos introducidos deliberadamente (es decir, 'impurezas') que se comportan como cuasipartículas particularmente 'limpias' dentro de un gas atómico de fondo, permitiendo un estudio controlable de "banco de pruebas perfecto" de las correlaciones cuánticas.
El estudio amplía la teoría de la impureza cuántica, que es de gran interés para la comunidad de investigación de la materia cuántica, en una nueva dimensión:el efecto térmico.
"Hemos descubierto una relación general entre dos protocolos experimentales distintos, a saber, espectroscopia de radiofrecuencia de eyección e inyección, donde antes de nuestro trabajo no se conocía tal relación ", explica el autor principal, el Dr. Weizhe Liu (Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Monash).
Teoría de la impureza cuántica
La teoría de la impureza cuántica estudia los efectos de introducir átomos de un elemento (es decir, 'impurezas') en un gas atómico ultrafrío de otro elemento.
Por ejemplo, Se puede introducir una pequeña cantidad de átomos de potasio en un gas cuántico "de fondo" de átomos de litio.
Las impurezas introducidas (en este caso, los átomos de potasio) se comportan como una cuasipartícula particularmente 'limpia' dentro del gas atómico.
Las interacciones entre los átomos de impurezas introducidos y el gas atómico de fondo se pueden 'sintonizar' a través de un campo magnético externo, permitiendo la investigación de correlaciones cuánticas.
En los últimos años ha habido una explosión de estudios sobre el tema de las impurezas cuánticas sumergidas en diferentes medios de fondo, gracias a su realización controlable en gases atómicos ultrafríos.
Modelado de 'empujar' y 'tirar' con pulsos de radiofrecuencia
"Nuestro estudio se basa en espectroscopia de radiofrecuencia, modelando dos escenarios diferentes:eyección e inyección, "dice el Dr. Weizhe Liu, que es investigador de FLEET, FLEET trabajando en el grupo de A / Prof Meera Parish y el Dr. Jesper Levinsen.
El equipo modeló el efecto de los pulsos de radiofrecuencia que forzarían a los átomos de impureza de un estado de giro a otro. estado de giro desocupado.
Estas dos espectroscopias se utilizan comúnmente por separado, estudiar aspectos distintivos del problema de las impurezas cuánticas.
En lugar de, el nuevo estudio de Monash muestra que los protocolos de inyección y eyección sondean la misma información.
"Descubrimos que los dos escenarios, eyección e inyección, están relacionados entre sí por una función exponencial de la diferencia de energía libre entre los estados de impureza que interactúan y no interactúan, "dice el Dr. Liu.
