โดย Ben Turner เผยแพร่เมื่อ 20 พฤศจิกายน 2021 เว็บตรง เทคนิคนี้สามารถใช้เพื่อหยุดการสูญเสียข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมแสงเลเซอร์สีน้ําเงินที่ใช้โดยหนึ่งในการทดลองเพื่อตรวจจับความโปร่งใสที่เพิ่มขึ้นของก๊าซ (เครดิตภาพ: คริสเตียน ซานเนอร์, เย แล็บส์/JILA)
ผลควอนตัมแปลก ๆ ที่คาดการณ์ไว้เมื่อหลายสิบปีก่อนได้รับการแสดงให้เห็นในที่สุด – ถ้าคุณทําให้เมฆ
ของก๊าซเย็นและหนาแน่นพอคุณสามารถทําให้มันมองไม่เห็น
นักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ใช้เลเซอร์บีบและเย็นก๊าซลิเธียมกับความหนาแน่นและอุณหภูมิต่ําพอที่จะกระจัดกระจายแสงน้อยลง หากพวกเขาสามารถทําให้เมฆเย็นลงใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์ (ลบ 459.67 องศาฟาเรนไฮต์หรือลบ 273.15 องศาเซลเซียส) พวกเขาบอกว่ามันจะมองไม่เห็นอย่างสมบูรณ์ผลกระทบที่แปลกประหลาดเป็นตัวอย่างเฉพาะครั้งแรกของกระบวนการทางกลควอนตัมที่เรียกว่าการปิดกั้นพอลลี ”สิ่งที่เราสังเกตเห็นคือรูปแบบหนึ่งที่พิเศษและเรียบง่ายของการปิดกั้น Pauli ซึ่งก็คือมันป้องกันอะตอมจากสิ่งที่อะตอมทั้งหมดจะทําตามธรรมชาติ: แสงกระจาย” นี่เป็นข้อสังเกตที่ชัดเจนครั้งแรกที่ผลกระทบนี้มีอยู่และแสดงให้เห็นถึงปรากฏการณ์ใหม่ในฟิสิกส์”
เทคนิคใหม่นี้สามารถนําไปใช้ในการพัฒนาวัสดุป้องกันแสงเพื่อป้องกันการสูญเสียข้อมูลในคอมพิวเตอร์ควอนตัม
ที่เกี่ยวข้อง: ตอนนี้คุณเห็นมัน: 6 นิทานของการล่องหนในวัฒนธรรมป๊อป
การปิดกั้น Pauli มาจากหลักการยกเว้น Pauli ซึ่งกําหนดครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวออสเตรียที่มีชื่อเสียง Wolfgang Pauli ในปี 1925 พอลลีตั้งท่าว่าอนุภาคเฟอร์เมียนที่เรียกว่าทั้งหมดเช่นโปรตอนนิวตรอนและอิเล็กตรอน – ด้วยสถานะควอนตัมเดียวกันซึ่งกันและกันไม่สามารถอยู่ในพื้นที่เดียวกันได้
เพราะในระดับควอนตัมที่น่ากลัวมีเพียงจํานวนจํากัดของสถานะพลังงานนี้บังคับให้อิเล็กตรอนในอะตอมที่จะซ้อนตัวเองเป็นเปลือกของระดับพลังงานที่สูงขึ้นที่วงโคจรไปรอบ ๆ นิวเคลียสอะตอม นอกจากนี้ยังช่วยให้อิเล็กตรอนของอะตอมแยกออกจากกันเพราะตามกระดาษ 1967 ร่วมเขียนโดยนักฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียง Freeman Dyson โดยไม่มีหลักการยกเว้นอะตอมทั้งหมดจะยุบตัวลงด้วยกันในขณะที่ปะทุในการปล่อยพลังงานมหาศาล
ผลลัพธ์เหล่านี้ไม่เพียง แต่สร้างการเปลี่ยนแปลงที่น่าตกใจขององค์ประกอบของตารางธาตุ แต่ยังป้องกันเท้าของเราเมื่อปลูกบนสิ่งสกปรกจากการล้มลงสู่พื้นดินพาเราร่วงลงสู่ศูนย์กลางของโลก
หลักการยกเว้นใช้กับอะตอมในก๊าซด้วย โดยปกติแล้วอะตอมในเมฆก๊าซมีพื้นที่มากมายที่จะกระเด้ง
ไปมาซึ่งหมายความว่าแม้ว่าพวกเขาอาจเป็น fermions ที่ผูกมัดด้วยหลักการยกเว้น Pauli แต่ก็มีระดับพลังงานว่างเพียงพอสําหรับพวกเขาที่จะกระโดดเข้าไปเพื่อให้หลักการที่จะไม่ขัดขวางการเคลื่อนไหวของพวกเขาอย่างมีนัยสําคัญ ส่งโฟตอนหรืออนุภาคแสงเข้าไปในเมฆก๊าซที่ค่อนข้างอบอุ่นและอะตอมใด ๆ ที่กระแทกจะสามารถโต้ตอบกับมันดูดซับโมเมนตัมที่เข้ามาหดตัวในระดับพลังงานที่แตกต่างกันและกระจายโฟตอนออกไป
แต่เย็นก๊าซลงและคุณมีเรื่องราวที่แตกต่างกัน ตอนนี้อะตอมสูญเสียพลังงานเติมรัฐที่ต่ําที่สุดที่มีอยู่ทั้งหมดและสร้างประเภทของสสารที่เรียกว่าทะเลเฟอร์มี อนุภาคตอนนี้ถูกหุ้มด้วยกันไม่สามารถเคลื่อนที่ขึ้นไปในระดับพลังงานที่สูงขึ้นหรือลดลงเพื่อลดลง
ณ จุดนี้พวกเขาซ้อนกันอยู่ในเปลือกหอยเหมือนคอนเสิร์ตที่นั่งอยู่ในเวทีที่ขายหมดแล้วและไม่มีที่ไปถ้าตีนักวิจัยอธิบาย มันอัดแน่นจนอนุภาคไม่สามารถโต้ตอบกับแสงได้อีกต่อไป แสงที่ส่งเข้ามาคือพอลลีถูกปิดกั้นและจะผ่านตรงไป
”อะตอมสามารถกระจายโฟตอนได้ก็ต่อเมื่อมันสามารถดูดซับแรงเตะของมันได้โดยการย้ายไปที่เก้าอี้ตัวอื่น” Ketterle กล่าว “หากเก้าอี้อื่น ๆ ทั้งหมดถูกครอบครองก็จะไม่มีความสามารถในการดูดซับเตะและกระจายโฟตอน ดังนั้นอะตอมจึงโปร่งใส”
ที่เกี่ยวข้อง: 18 ครั้งอนุภาคควอนตัมพัดใจของเราใน 2018
แต่การได้รับเมฆปรมาณูไปยังสถานะนี้เป็นเรื่องยากมาก มันไม่เพียง แต่ต้องการอุณหภูมิต่ําอย่างไม่น่าเชื่อ แต่ยังต้องบีบอะตอมเพื่อบันทึกความหนาแน่น มันเป็นงานที่ละเอียดอ่อนดังนั้นหลังจากจับก๊าซของพวกเขาภายในกับดักปรมาณูนักวิจัยระเบิดมันด้วยเลเซอร์ เว็บตรง
