Sistemin parametrlərinin zamandan asılı manipulyasiyası olan dövri idarəetməyə məruz qaldıqda, kvant sistemləri zamandan asılı olmayan (yəni, statik) şəraitdə olmayan materiyanın maraqlı yeni fazalarını nümayiş etdirə bilər. Digər şeylər arasında, dövri sürücülük sintetik ölçü sahələrinin, elektromaqnit sahələrinin davranışını təqlid edən süni konstruksiyaların mühəndisliyi üçün faydalı ola bilər və neytral atom kvant simulyatorlarından istifadə edərək topoloji çoxbədənli fizikanı öyrənmək üçün istifadə edilə bilər.

Ludwig-Maximilians-Universität, Maks Planck Kvant Optik İnstitutu və Münhen Kvant Elmi və Texnologiyası Mərkəzinin (MCQST) tədqiqatçıları bu yaxınlarda neytral atom kvant simulyatorundan istifadə edərək Mott-Meissner fazası kimi tanınan irimiqyaslı bosonik axın nərdivanlarında maddənin güclü qarşılıqlı fazasını həyata keçirdilər. Onların “Nature Physics” jurnalında dərc olunmuş məqaləsi topoloji kvant maddənin dərindən öyrənilməsi üçün yeni maraqlı imkanlar aça bilər.

“Bizim işimiz maqnit sahələrinin mövcudluğunda maddənin güclü qarşılıqlı fazalarını öyrənmək üçün neytral atom kvant simulyasiyası sahəsində uzun müddət davam edən səydən ilhamlandı” dedi məqalənin ilk müəllifi Alexander Impertro Phys.org-a. “Bu iki inqrediyentin qarşılıqlı təsiri ekzotik xüsusiyyətlərə malik müxtəlif kvant çoxbədənli fazalar yarada bilər.

“Onların mikroskopik mexanizmləri adətən yaxşı başa düşülsə də, adi bərk cisimlərdə əmələ gələn çoxbədənli xassələri çətin və tədqiq etmək çətindir, buna diqqətəlayiq nümunə (fraksiya) kvant Hall effektidir. Təəssüf ki, məlum oldu ki, Floquet mühəndislik texnikası, ümumi olaraq təsirli, güclü atomlararası istiləşmə üçün atomlararası istiləşmə üçün əsas üsullardan biridir. kvant sistemləri.”

Floquet mühəndislik üsulları tərəfindən irəli sürülən istilik prosesləri kövrək kvant vəziyyətini sürətlə məhv etdiyi məlumdur. Nəticədə, ekzotik kvant çoxbədənli fazaları yoxlayan əvvəlki eksperimentlərin əksəriyyəti yalnız qarşılıqlı təsir göstərməyən və ya zəif qarşılıqlı təsir göstərən sistemlərə yönəldi, güclü korrelyasiyalı olanlar isə yalnız iki hissəciklə məhdudlaşdı.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1748071356&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-quantum-simulator-strongly-interacting-mott.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM2LjAuNzEwMy4xMTQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzYuMC43MTAzLjExNCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNi4wLjcxMDMuMTE0Il0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1748071356751&bpp=3&bdt=180&idt=-M&shv=r20250521&mjsv=m202505200101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748071251%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748071251%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748071251%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7728701430602&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2125&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092113%2C42531706%2C95353386%2C95360609%2C31092611%2C95352052%2C95360960%2C95360801&oid=2&pvsid=1716123176308770&tmod=771716099&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=72

İmpertro və onun həmkarlarının son araşdırmasının ilk məqsədi süni maqnit sahələri və az isitmə yaradan güclü qarşılıqlı təsirlərlə kvant çoxbədənli vəziyyətləri həyata keçirmək üçün inkişaf etdirdikləri yeni eksperimental kvant simulyasiya platformasının imkanlarından istifadə etmək idi. Bundan əlavə, onlar əvvəlki təcrübələrdə həyata keçirilən iki hissəcikli sistemlərdən xeyli kənara çıxan daha böyük sistemləri simulyasiya etməyə ümid edirdilər.

Tədqiqatçılar öz təcrübələrində optik super şəbəkələrdən, qısa məsafəli şaquli qəfəsdən və mühüm tənzimləmə düyməsini təmin edən Feşbax rezonansından istifadə ediblər. Bundan əlavə, onlar hissəcik cərəyanlarının dəqiq ölçülməsi üçün bu yaxınlarda hazırlanmış bir texnikadan istifadə etdilər.

“Optik super şəbəkələrdən istifadə edərək, biz iki ölçülü optik şəbəkəni eksperimental tədqiqatları həyata keçirdiyimiz nərdivan sistemlərinin müstəqil sırasına bölmək olduq” dedi İmpertro. “Bundan əlavə, nərdivanların pilləkənlərini təşkil edən qoşa quyular da süni maqnit sahəsi yaratmaq üçün istifadə etdiyimiz Floquet mühəndislik texnikasının əsasını təşkil edir.

“İntuitiv olaraq, texnika əlavə lazer şüalarından istifadə edərək qəfəsdəki hissəciklərin hərəkətini dəyişdirir, bu da öz növbəsində Lorentz qüvvəsini və ya Hall əyilmələrini təqlid etmək üçün atomlara maqnit sahəsinin təsirini göstərir.”

Nəhayət, Impertro və onun həmkarları seziumda Feşbax rezonansından istifadə etdilər. Seziumun bu xüsusiyyəti onlara geniş diapazonda atomlar arasında qarşılıqlı təsir gücünü tənzimləməyə imkan verdi, bu, həm aşağı istiliklə arzu olunan güclü qarşılıqlı kvant vəziyyətlərini hazırlamaq, həm də kvant vəziyyətlərinin dəyişən qarşılıqlı təsir gücünə reaksiyasını araşdırmaq üçün vacibdir.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

“Ştatları hazırlayarkən qarşılaşdığımız əsas problemlər, dövri modulyasiya (Floquet mühəndisliyi) səbəbindən istilik dərəcəsinin minimal olduğu uyğun parametr rejimlərini tapmaq idi, bu, böyük çox gövdəli sistemlər üçün xüsusilə çətin olur və bizə asan hazırlana bilən ilkin vəziyyəti adiabatik olaraq dəyişdirməyə imkan verən hazırlıq yollarını tapmaq idi.

“Nəhayət, Mott-Meissner mərhələsi kimi axın nərdivanlarının əsas vəziyyətini xarakterizə edən mərkəzi kəmiyyət davamlı hissəcik cərəyanlarıdır.”

Qeyd edək ki, İmpertro və onun həmkarları tərəfindən istifadə edilən kvant qazı mikroskopları adətən yalnız yerli sıxlıqları ölçə bilir və cərəyanları ölçə bilmir. Cərəyanların ölçülməsini təmin etmək üçün komanda əvvəlki tədqiqatlarının bir hissəsi kimi inkişaf etdirdikləri cari aşkarlama texnikasından istifadə etdi və onu eksperiment məqsədləri üçün uyğunlaşdırdı.

“Biz ilk dəfə olaraq Floquet mühəndisliyi ilə çoxlu sayda hissəciklərə malik kvant sistemlərində aşağı temperaturlu vəziyyətlər hazırlaya bildik və onların xassələrini mikroskopik şəkildə öyrənə bildik”, – deyə İmpertro bildirib. “Biz həmçinin böyük sistemlər arasında tam məkan ayırdetmə qabiliyyətinə malik hissəcik cərəyanlarının ölçülməsini nümayiş etdirdik ki, bu da kvant qazı mikroskopiyasından istifadə edərək bu fizikanı araşdırmaq üçün tamamilə yeni bir yol təşkil edir.

“Bu, sintetik kvant sistemlərində fraksiya kvant Hall fazalarının öyrənilməsi istiqamətində əsas addımdır . Bu, müxtəlif icmalarda, superkeçirici kubitlərdən tutmuş fotoniklərə, neytral atomlara və Rydberq atom massivlərinə qədər çoxdankı məqsəddir.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=3984658916&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1748071356&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-quantum-simulator-strongly-interacting-mott.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM2LjAuNzEwMy4xMTQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzYuMC43MTAzLjExNCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNi4wLjcxMDMuMTE0Il0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1748071356751&bpp=2&bdt=180&idt=-M&shv=r20250521&mjsv=m202505200101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748071251%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748071251%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748071251%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0%2C540x280&nras=1&correlator=7728701430602&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=4925&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092113%2C42531706%2C95353386%2C95360609%2C31092611%2C95352052%2C95360960%2C95360801&oid=2&pvsid=1716123176308770&tmod=771716099&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=2&fsb=1&dtd=77

İmpertro və onun həmkarları ümid edirlər ki, onların son səyləri topoloji çoxbədənli fizikaya yönəlmiş gələcək nəzəri və eksperimental tədqiqatlara məlumat verəcəkdir. Gələcəkdə onların hazırladıqları üsullar indiyə qədər eksperimental olaraq mühəndisliyi çətin olan digər mürəkkəb kvant fazalarını həyata keçirməyə kömək edə bilər.

“Bir tərəfdən biz göstəririk ki, indi süni maqnit sahəsi ilə qarşılıqlı əlaqədə olan sistemləri eksperimental olaraq reallaşdırmaq və əhəmiyyətli sistem ölçülərinə çatmaq mümkündür”, – İmpertro bildirib. “Bu, klassik ədədi üsullarla əldə etmək olduqca çətin olan rejimlərdə tarazlıqda olan və tarazlıqdan kənar çoxlu bədən sistemlərinin kvant simulyasiyası üçün yeni oyun meydançası təklif edir. Digər tərəfdən, ədədi simulyasiyalarla müqayisə bizə hazırlanmış vəziyyətlərin effektiv temperaturunun təxminini çıxarmağa imkan verdi.”

İmpertro və onun həmkarları tərəfindən təqdim edilən yeni üsullar tezliklə güclü qarşılıqlı təsir göstərən kvant çox bədənli sistemlərin nəzəri modellərinin təsdiqlənməsinə imkan yarada bilər, eyni zamanda kvant texnologiyalarının gələcək inkişafına potensial olaraq töhfə verə bilər. Tədqiqatçılar növbəti tədqiqatlarında Mott-Meissner fazasından kənarda qarşılıqlı təsir göstərən axın nərdivanlarının zəngin faza diaqramını, məsələn, burulğan və ya simmetriya pozulmuş vəziyyətləri araşdırmaq yolu ilə araşdırmağı planlaşdırırlar.

“Bu gələcək tədqiqatlarda, eksperimental olaraq əldə edilə bilən temperatur şkalalarını daha da azaltmaq mərkəzi rol oynayacaq, çünki bu fazaların çoxu daha da kövrəkdir” dedi İmpertro. “Əlavə olaraq, uzunmüddətli məqsəd nərdivan həndəsəsini tam 2D ​​sistemlərə qədər genişləndirməkdir, burada fraksiya kvant Hall vəziyyətlərində hər hansı bir element kimi ekzotik fizikanın öyrənilə bilər.”

Ətraflı məlumat: Alexander Impertro et al, Strongly interacting Meissner phases in large bosonic flux ladders, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02890-0 . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2412.09481

Jurnal məlumatı: Nature Physics , arXiv  

© 2025 Science X Network