Ingrid Fadelli , Phys.org

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriEksperimental dövrənin və iş mexanizminin sxemi. Gümüş STM ucu Cu(001) səthində adsorbsiya edilmiş tək pirolidin molekulunu yoxlayır. Molekul, səth potensialı diaqramı və aşağıdakı müvafiq STM topoqrafiyaları ilə göstərildiyi kimi, ikiqat quyu potensialında iki konformasiya arasında stoxastik keçidə məruz qalır. Dövri elektrik modulyasiyası rektifikasiya zondlamasına imkan verir, ştat əhalisini istirahət vaxtı ilə əlaqələndirən Lorentsian tezliyindən asılı keçidi aşkar edir. Kredit: Wilson Ho Laboratoriyası

Kvant stoxastik düzəliş bəzi fiziki sistemlərdə müşahidə edilən prosesdir və təsadüfi kvant dalğalanmalarının (yəni, kvant səs-küyü) və zəif alternativ cərəyan və ya AC gərginliyi kimi kiçik salınan siqnalın sabit çıxışa (məsələn, birbaşa cərəyan və ya DC) çevrilməsini nəzərdə tutan prosesdir. Bu kvant effekti əvvəllər həm kvant mexanikası, həm də təsadüfilik (yəni, stoxastik proseslər) tərəfindən idarə olunan maqnit tunel qovşaqlarında bildirilmişdir.

Kaliforniya-Irvine Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda göstərdilər ki, fərdi molekullarda müşahidə olunan kvant stoxastik düzəliş onların daxili relaksasiya dinamikasını öyrənmək üçün istifadə edilə bilər. Fiziki İcmal Məktublarında dərc olunan məqalədə qeyd olunan onların yanaşması molekulyar dinamikanın gələcək tədqiqinə məlumat verə bilər və atom miqyasında tək molekullarda baş verən sürətli proseslərin ölçülməsini inkişaf etdirə bilər.

“Bir neçə il əvvəl mən Ph.D. Təkmilləşdirmə komitəsində xidmət etdim və aspirant nm-miqyaslı maqnit tunel qovşaqlarında stoxastik prosesləri əhatə edən dissertasiya tədqiqatını müzakirə etdi “, – məqalənin baş müəllifi Wilson Ho Phys.org-a bildirib. “Onun təcrübəsində siqnal termal səs-küydən təsirləndi və sürmə tezliyi dəyişkən bir keçid göstərdi.

“Mənə elə gəldi ki, bir molekulun skan edən tunel mikroskopiyasının (STM) tədqiqində oxşar, lakin tam kvant mexaniki effekti müşahidə etməliyik. Mən bu fikirləri o vaxt qrupumda aspirant olan Jiang Yaoya söylədim və müzakirəmiz bu məqalənin nəşrinə səbəb oldu.”

Ho və tələbələri tərəfindən aparılan son araşdırmanın əsas məqsədi tək molekulda xas olan kvant təsadüfiliyini (yəni, kvant stoxastikliyini) uğurla müşahidə etmək idi. Bunun üçün tədqiqatçılar mis səthdə adsorbsiya edilmiş fərdi pirrolidin molekuluna dövri salınan gərginlik tətbiq ediblər və bu molekulda kvant effektləri səbəbindən təsadüfi vəziyyət dəyişikliyi ilə qarşılıqlı əlaqədə olub.

Daha sonra onlar molekulun gərginliyin salınan tezliyinə reaksiyalarını müşahidə edib ölçdülər, xüsusilə struktur dəyişikliklərinə (yəni, konformasiyalara) diqqət yetirdilər. Bu, nəticədə onlara molekulun nə qədər sürətlə rahatladığını (yəni, narahat olduqdan sonra ilkin vəziyyətinə qayıtdığını) ölçməyə və yalnız mikroskopiya alətlərindən istifadə etməklə götürülməyən sürətli prosesləri ölçməyə imkan verdi.

“Biz ultra yüksək vakuumda evdə qurulmuş, aşağı temperaturlu (8 K) STM-dən istifadə etdik ki, rektifikasiya cərəyanını tək pirolidin vasitəsilə ötürücü siqnal kimi ölçə bilək, bu, bizə iki molekulyar vəziyyət arasında stoxastik, tarixdən asılı olmayan, təsadüfi kvant keçidlərini izləməyə imkan verdi və eyni zamanda sinusoidal dövri gərginlik ötürücüsünün izahına məruz qaldı.”

“Zamanla eksponensial tənəzzülə uyğun gələn rektifikasiya cərəyanının tezlik reaksiyasında Lorentsian kimi keçidin, keçid tezliyini əhalinin istirahət vaxtı ilə əlaqələndirən kvant stoxastik dinamikasına uyğun olduğu göstərildi.”

Ho və onun həmkarları tərəfindən toplanan nəticələr göstərir ki, kvant stoxastik rektifikasiya proseslərindən fərdi molekulların kvant stoxastikliyini araşdırmaq üçün istifadə edilə bilər. Tədqiqatçılar öz metodlarından istifadə edərək, atom miqyasında tək pirolidin molekulunda baş verən sürətli prosesləri STM elektronikası tərəfindən izlənilməyəcək qədər qısa müddət ərzində araşdıra bildilər.

“Təsadüfi kvant səs-küyünün sinusoidal dövri sürücü ilə modulyasiya edərək siqnalları necə artıra biləcəyini başa düşmək, kvant cihazları üçün ekoloji səbəblərdən yaranan səhvlərlə mübarizə aparmağa kömək edə bilər” dedi Ho. “Metodoloji nöqteyi-nəzərdən, tezlikdən asılı rektifikasiya spektroskopiyamız cihaz tələblərini əhəmiyyətli dərəcədə asanlaşdıran sinusoidal dövri sürücüdən istifadə etməklə iki səviyyəli sistemlərdə sürətli relaksasiya proseslərini araşdırmaq üçün güclü bir üsul təklif edir.”

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, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .

Gələcəkdə Ho və onun həmkarlarının tətbiq etdiyi eksperimental metodlar digər tədqiqat qrupları tərəfindən ayrı-ayrı molekulların dinamikasını öyrənmək üçün istifadə oluna bilər, eyni zamanda kvant vəziyyətlərinin ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsi nəticəsində yaranan səhvləri azaltmaqla kvant texnologiyalarının inkişafına kömək edə bilər. Növbəti tədqiqatların bir hissəsi olaraq, tədqiqatçılar THz tezliklərinə yanaşmalarını genişləndirərək, pikosaniyə miqyasında tək molekullu dinamikanı araşdırmağı planlaşdırırlar.

“Vibrasiya relaksasiyası və proton hərəkətləri kimi ultrasürətli prosesləri ölçməklə yanaşı, bizim tək molekulları yoxlamaq metodumuz kvant sistemlərinin fundamental, lakin əsasən öyrənilməmiş aspekti olan stoxastiklik və koherens arasındakı əlaqəni aşkar edə bilər” dedi Ho. “Bu iki fenomen tez-tez birlikdə mövcuddur, lakin mövcud texnikalar onları eyni vaxtda araşdırmaq üçün mübarizə aparır.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış , Liza Lok tərəfindən redaktə edilmiş və Endryu Zinin tərəfindən yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu hesabat sizin üçün əhəmiyyət kəsb edirsə, lütfən, ianə (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Siz təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Jiang Yao və digərləri, Tək Molekulda Kvant Stokastik Düzəliş, Fiziki Baxış Məktubları (2025). DOI: 10.1103/dqfn-y77k

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

© 2025 Science X Network