College of Engineering’den uygulamalı mühendislik fiziği doçenti olan Greg Fuchs liderliğindeki Cornell Üniversitesi ekibi, 2013 yılında mekanik rezonatörler tarafından üretmeyi başardıkları akustik dalgaları kullanarak elektro spin kontrolü uygulamak için yeni bir yol keşfettiler. Bu yaklaşım, geleneksel manyetik davranış yoluyla mümkün olmayacak olan elektron spin geçişlerini (spin rezonansı olarak da bilinir) kontrol etmesini sağladı.

İlk bulgulara göre bu keşif, mobil navigasyon cihazlarında kullanılan türden kuantum sensörleri oluşturma çalışmalarına katkı sağlayabilir. Bununla birlikte, bu tür cihazlar, belirli geçişleri sürmek için bir manyetik kontrol alanına ve dolayısıyla büyük bir manyetik antene ihtiyaç duymaktadır.

Bu çalışmada, Greg Fuchs’un grubu bu geçişlerin sadece akustik dalgalar tarafından yönlendirilebileceğini göstermeyi başarmıştır. Bu, manyetik anten ihtiyacını ortadan kaldırarak, mühendislerin tek bir cihazda daha sıkı bir şekilde paketlenebilen daha küçük, daha güçlü verimli akustik sensörler oluşturmalarını sağlayabilir. Ekibin çalışması 27 Mayıs’ta Physical Review’de  “Elmas Azot-Boşluk Merkezlerinin Tek Kuantum Spin Geçişinin Akustik Olarak Sürülmesi” makale başlığıyla yayınlanmıştır.

Bu dönüş geçişlerini sürmek için manyetik bir alan kullanabilirsiniz, ancak manyetik alan aslında çok geniş, büyük bir nesnedir. Aksine, akustik dalgalar çok sınırlı olabilir. Bu nedenle, yerel ve bağımsız olarak çipinizdeki farklı spin bölgelerini kontrol etmeyi düşünüyorsanız, akustik dalgalarla çalışma yapmak mantıklı bir yaklaşımdır.

Greg Fuchs

Elektron spin geçişlerini sürmek için, makalenin baş yazarı Fuchs ve Huiyao Chen, bir elmasın kristal kafesindeki kusurları olan azot boşluğu (NV) merkezlerini kullandılar. Akustik rezonatörler, bir dönüştürücü ile donatılmış mikroelektromekanik sistemler (MEMS) cihazlarıdır. Voltaj uygulandığında, cihaz titreşir ve kristale 2 ila 3 gigahertz akustik dalgalar gönderir. Bu frekanslar kusurda gerilime ve strese neden olur, bu da elektron spin rezonansına neden olur. Aynı zamanda manyetik alana da etkide bulunur. Bu nedenle araştırmacılar mekanik titreşimlerin etkisine karşı manyetik salınımların etkisinden asla tam olarak emin olamamışlardır. Fuchs ve Chen, akustik dalgalar ve dönüş geçişi arasındaki bağlantıyı titizlikle ölçmeye ve teorik fizikçiler tarafından önerilen hesaplamalarla karşılaştırmaya başladılar.

Greg Fuchs, ekibinin yaptığı çalışmayı şu şekilde detaylandırıyor:

Manyetik kısmı ve akustik kısmı ayrı ayrı oluşturabildik ve böylece tek bir kuantum geçişinin akustik dalgalara ne kadar güçlü bir şekilde çift olduğunu belirleyen bilinmeyen katsayıyı ölçtük. Cevap, bizim için sürpriz oldu ve zevkliydi. Bu, mükemmel manyetik alan sensörleri yapacak tamamen akustik spin rezonans cihazları tasarlayabileceğiniz anlamına geliyor.

Fuchs, navigasyon teknolojisinde önemli uygulamalara sahip olabilecek keşfi patentlemek için Cornell Teknoloji Lisanslama Merkezi ile birlikte çalışıyor.

Kaynakça

  1. Cornell Üniversitesi tarafından Materyal 
Bu içeriği paylaş
QTurkey
QTurkey, Türkiye’deki kuantum teknolojileriyle ilgili faaliyetler için bir iletişim ve işbirliği ağıdır. “Kuantum Programlamaya Giriş” çalıştayları düzenliyor, ilgili konulardaki ilgili öğrenciler için çalışma grupları ve toplantılar organize ediyoruz ve ülke düzeyinde kuantum meraklıları için bir buluşma alanı oluşturabilme amacıyla hareket ediyoruz.

Bunları da beğenebilirsiniz

Kuantum Bilişim

Kuantum Kriptografi

Güvenli veri aktarımına olanak veren geleneksel kriptografi yöntemleri, simetrik ve asimetrik olarak sınıflandırılmaktadır. ...

Yorum Yap

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir