18.02.2019
Редакция Naked Science

Шум окружающей среды помог в передаче энергии по линии ионов

Принято считать, что внешний шум нарушает чистоту и эффективность передачи каких-либо сигналов, в том числе энергии. Теперь исследователи, похоже, выяснили, как использовать шум на пользу передаче энергии.

waveform1
©Wikipedia

Команда исследователей из нескольких учреждений Австрии и Германии продемонстрировала, что введение шума окружающей среды в линию ионов может улучшить передачу энергии. В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, исследователи описывают свои эксперименты и объясняют, почему результаты могут быть полезны их коллегам.

 

Предыдущие исследования показали, что движение электронов через проводящий материал можно описать квантово-механическими уравнениями. Но в реальном мире такое движение может быть нарушено вмешательством шума окружающей среды, что приводит к подавлению передачи энергии. Ранние исследования также показали, что электричество, движущееся через материал, можно описать как волну. Если такие волны остаются синхронными, они описываются как когерентные. Однако шум или дефекты атомной решетки могут расстроить эти волны и, как результат, подавить их поток. Такое подавление называется локализацией Андерсона. В новой работе исследователи показали, что локализации Андерсона можно преодолеть при помощи шума окружающей среды.

 

Работа заключалась в изолировании 10 ионов кальция и удержании их в пространстве в виде линии — одномерного кристалла. Для переключения ионов между состояниями использовались лазеры. Энергия на линию ионов подавалась при помощи лазерных импульсов. Такая установка позволила ученым наблюдать движение энергии по этой линии от одного конца к другому. Локализации Андерсона вводились воздействием отдельных лазеров на каждый ион, в результате были получены ионы разной интенсивности. С определенной степенью беспорядка команда создала шум путем случайного изменения интенсивности лучей, выпущенных по отдельным ионам. Это привело к колебанию частот. Команда выяснила, что это колебание позволило энергии передвигаться между ионами и преодолевать локализации Андерсона.

 

Беспорядок в электронных состояниях в ряду из десяти ионов кальция может нарушить поток энергии между ними, однако добавление в систему шума может улучшить передачу энергии / © C. F. Roos/IQOQI

 

Исследователи отмечают, что у системы был определенный предел — слишком сильный шум снова подавил передачу энергию из-за квантового эффекта Зенона. Ученые утверждают, что их система может быть полезна другим специалистам, так как позволяет изучить квантовые эффекты в искусственно созданной квантовой системе.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

Позавчера, 12:49
Алиса Гаджиева

У погибшего почти 70 миллионов лет назад хищника была трудная жизнь: помимо обычного набора проблем, таких как схватки с сородичами, он страдал от зубной боли.

Вчера, 15:24
Мария Осетрова

Две международные исследовательские группы опубликовали в журнале Science новые методы детекции инфракрасного света: для этого обе группы предлагают сначала сместить спектр излучения в видимую область. Это позволит разработать недорогие способы обнаружения загрязнений, отслеживания раковых заболеваний, проверки газовых смесей и дистанционного зондирования внешней Вселенной.

Позавчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

2 декабря
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

1 декабря
Мария Азарова

Более низкие уровни интерлейкина-6 — маркера системного воспаления — выявили у людей, которые считали, что готовы предоставлять больше поддержки окружающим, чем получать взамен.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

Позавчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: