Шум окружающей среды помог в передаче энергии по линии ионов — Naked ScienceNaked Science
18 февраля
4 минуты
Naked Science
11

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

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.

17 октября
5 минут
Илья Ведмеденко

Американские военные намерены получить прототип инновационного орудия в 2023 году.

18 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Организация по изучению НЛО To The Stars Academy of Arts and Science объединяет свои усилия с Сухопутными силами США для изучения таинственных технологий.

Вчера, 16:15
6 минут
Полина Гершберг

Дельта-волны, которые ранее считались проявлением «молчания мозга», играют важную роль в создании долговременных воспоминаний.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.