Шум окружающей среды помог в передаче энергии по линии ионов — Naked Science
18.02.2019
4 минуты
Редакция
86

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.

Позавчера, 15:12
1 минута
Илья Ведмеденко

В Соединенных Штатах провели церемонию спуска на воду USS Cooperstown (LCS 23) — корабля прибрежной зоны Littoral Combat Ship типа Freedom. В скором времени он пополнит состав ВМС США.

Позавчера, 14:50
34 минуты
Александр Березин

SpaceX рассчитывает к 2050 году создать на Марсе колонию на миллион человек. Звучит абсурдно: осталось всего 30 лет, а до первого полета на Марс еще многие годы. Некоторые ученые, включая российских, считают планы Маска «фантазией» и «пропагандой». Тем не менее сама по себе постройка миллионной колонии на Красной планете вполне реальна. Разберемся, почему и отчего в это так трудно поверить остальному миру.

Вчера, 11:41
7 минут
Мария Азарова

Ученые проследили эволюцию небольших придонных Hemiscyllium, которые любят прогуливаться по рифам и пескам и стали отдельным видом девять миллионов лет назад.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

19 января
23 минуты
Редакция

Возраст планеты, на которой мы живем, – примерно 4,54 миллиарда лет. И большую часть этого времени она была совершенно не похожа на ту Землю, которую мы знаем. Даже самые экзотические планеты за пределами Солнечной системы, возможно, не столь интересны, как наша родная в некоторые моменты ее истории. Наденем скафандр, сядем в машину времени – и представим себя инопланетными путешественниками, посетившими нашу систему в ее ранние времена.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: