Два біти інформації – в одному атомі. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Два біти інформації - в одному атомі

09.09.2020

Нідерландським ученим вдалося створити систему з одного атома заліза на підкладці, в якій можна керувати орбітальним моментом атома та збудженням його спинових станів незалежно один від одного.

Для управління системою дослідники використовували голку тунельного мікроскопа, що сканує, при взаємодії якої з атомом відбувався переворот його орбітального моменту без порушення спинових станів. У таких умовах у атома виявилося два ступені свободи, пов'язаних з магнітним полем, що в майбутньому може бути використане для створення особливо ємних систем зберігання інформації із щільністю запису два біти на один атом.

Зменшення розміру одного біта до масштабів атома дозволило б уміщати величезні масиви даних у вкрай невеликих носіях. Потенційно такі системи можна створити з використанням керованих магнітним полем спинів окремих атомів S - векторних сум власних моментів імпульсу елементарних частинок, що входять до їх складу. Як біт у таких системах вибирають саме спінові стани, тому що орбітальний момент кожного атома L (його момент імпульсу як цілого) у реальних зразках пригнічується через сукупність спін-орбітальної взаємодії та кристалічного поля.

Але навіть у випадку, коли L атома в такій системі не дорівнює нулю, спинорбітальна взаємодія призводить до зв'язку L і S в суперпозицію, в якій зберігається лише повний момент імпульсу системи L + S, а незалежні збудження L і S неможливі. Для зберігання інформації в орбітальному стані атома, у свою чергу, потрібно вміти зберігати L і мати можливість керувати ним, не впливаючи на спінові стани. Тоді спиновий і орбітальний стани можуть грати роль нулів і одиниць, а сам атом міг би виступати як носій інформації в розмірі двох біт, кожен з яких відповідає одному ступеню свободи системи (по одному біту на спин і орбітальний момент).

Саме таку систему з одного атома, в якому можна незалежно один від одного збуджувати спінові та орбітальні стани, вдалося створити Расу Реджалі (Rasa Rejali) із Делфтського технічного університету. Для цього фізик із колегами помістили одиночний атом заліза над магнітно-нейтральним атомом азоту у складі підкладки з Cu2N, тим самим отримавши систему з практично вільними орбітальним моментом та спином. Вивчати атом та маніпулювати їм фізикам дозволяла голка скануючого електронного мікроскопа.

Запропонований спосіб незалежної зміни орбітальних та спинових станів одиночного атома ще далекий від практичної реалізації. Проте схожість природи спинових і орбітальних станів дає надію те що, що у майбутньому орбітальним моментом атомів можна буде керувати так само просто, як тепер - спинами. В цьому випадку цілком реальними можуть стати носії інформації, в яких кожен атом виступатиме в ролі не одного, а двох бітів, що ще більше збільшить потенційно максимальну щільність запису даних.

<< Назад: Лінза, що імітує райдужну оболонку людини 09.09.2020

>> Вперед: Друк клавіатури на папері 08.09.2020

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Доведено існування правила ентропії для квантової заплутаності 09.05.2024

Квантова механіка продовжує дивувати нас своїми таємничими явищами та несподіваними відкриттями. Нещодавно Бартош Регула із Центру квантових обчислень RIKEN та Людовіко Ламі з Амстердамського університету представили нове відкриття, яке стосується квантової заплутаності та її зв'язку з ентропією. Квантова заплутаність відіграє важливу роль у сучасній квантовій інформатиці та технологіях. Однак складність її структури робить розуміння та керування нею складними завданнями. Відкриття Регулу та Ламі показує, що для квантової заплутаності справедливе правило ентропії, подібне до того, що існує для класичних систем. Це відкриття відкриває нові перспективи в галузі квантової інформатики та технологій, поглиблюючи наше розуміння квантової заплутаності та її зв'язку з термодинамікою. Результати дослідження вказують на можливість оборотності перетворень заплутаності, що може спростити їх використання в різних квантових технологіях. Відкриття нового правила е ...>>

Міні-кондиціонер Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Літо - час відпочинку та подорожей, але часто спека може перетворити цей час на нестерпне борошно. Зустрічайте новинку від Sony – міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який обіцяє зробити літо комфортнішим для своїх користувачів. Sony представила унікальний пристрій - міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який забезпечує охолодження тіла у спекотні дні. З його допомогою користувачі можуть насолоджуватися прохолодою у будь-який час та в будь-якому місці, просто носячи його на шиї. Цей міні-кондиціонер оснащений автоматичним налаштуванням режимів роботи, а також датчиками температури та вологості. Завдяки інноваційним технологіям, Reon Pocket 5 регулює свою роботу залежно від активності користувача та умов довкілля. Користувачі можуть легко настроювати температуру за допомогою спеціальної мобільної програми, підключеної через Bluetooth. Крім того, для зручності доступні спеціально розроблені футболки та шорти, до яких можна прикріпити міні-кондиціонер. Пристрій може ох ...>>

Енергія з космосу для Starship 08.05.2024

Виробництво сонячної енергії в космосі стає все більш реальним з появою нових технологій та розвитком космічних програм. Керівник стартапу Virtus Solis поділився баченням використання Starship від SpaceX для створення орбітальних електростанцій, здатних забезпечувати енергією Землю. Стартап Virtus Solis представив амбітний проект створення орбітальних електростанцій, використовуючи Starship від SpaceX. Ця ідея може значно змінити сферу виробництва сонячної енергії, зробивши її доступнішою та дешевшою. Основою плану стартапу є зниження вартості запуску супутників у космос із використанням Starship. Передбачається, що завдяки цьому технологічному прориву виробництво сонячної енергії у космосі стане конкурентоспроможнішим порівняно з традиційними джерелами енергії. Віртуальна Solis планує створити великі фотоелектричні панелі на орбіті за допомогою Starship для доставки необхідного обладнання. Однак одним із ключових виклик ...>>

Новий метод створення потужних батарей 08.05.2024

З розвитком технологій та розширенням використання електроніки стає все більш актуальним питання створення ефективних та безпечних джерел енергії. Дослідники з Квінслендського університету представили новий підхід до створення потужних батарей на основі цинку, який може змінити пейзаж енергетичної індустрії. Однією з головних проблем традиційних батарей, що перезаряджаються, на водній основі була їх низька напруга, що обмежувало їх застосування в сучасних пристроях. Але завдяки новому методу, розробленому вченими, цей недолік успішно подолано. В рамках свого дослідження вчені звернулися до спеціального органічного з'єднання – катехолу. Воно виявилося важливим компонентом, здатним покращити стабільність роботи батареї та збільшити її ефективність. Цей підхід призвів до значного збільшення напруги цинк-іонних акумуляторів, що зробило їх конкурентоспроможнішими. За словами вчених, такі батареї мають кілька переваг. Вони мають б ...>>

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Випадкова новина з Архіву

Siemens представив мобільний телефон ST60 13.01.2004

Компанія Siemens представила новий мобільний телефон Siemens ST60, покращений аналог моделі ST55.

Телефон має кольоровий LCD дисплей, що відображає 65536 кольорів, цифрову камеру з 4-кратним збільшенням, є підтримка JAVA додатків, 40 тональних поліфонічних мелодій, вбудований браузер WAP 2.0, живиться від батареї літій-іон 750 мА/год. Для кращого керування телефоном та цифровою камерою є 5-позиційний джойстик. Вага пристрою – 87 гр.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт