טיפות של מכניקת הקוונטים. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

חדשות מדע וטכנולוגיה, חידוש באלקטרוניקה
ספריה טכנית בחינם / עדכון חדשות

טיפות של מכניקת הקוונטים

03.01.2018

צוות של פיזיקאים מהמכון למדעי הפוטונים (ICFO), ברצלונה, ספרד, יצר טיפות נוזלים קטנות פי 100 מיליון מטיפות מים רגילות ושמצייתות לחוקי מכניקת הקוונטים המוזרה. הטיפות נוצרו בצמתים של מלכודת סריג אופטית של קרני לייזר, ואפילו בקנה מידה מיקרוסקופי כזה, הן הראו את כל התכונות הבסיסיות של טיפות הנוזל - שמירה על צורתן ונפחן ללא קשר לטמפרטורה. עם זאת, טיפות הנוזל הקוונטי הזה היו צפופות בהרבה מכל טיפות נוזל אחרות שקיימות בתנאים רגילים.

על מנת ליצור טיפות נוזל קוונטיות, מדענים ספרדים קיררו גז המורכב מאטומי אשלגן לטמפרטורה של -273,15 מעלות צלזיוס. בטמפרטורה זו, האטומים יצרו עיבוי Bose-Einstein, מצב של חומר שבו כל האטומים שלו מסונכרנים זה עם זה ברמה הקוונטית, עקב כך כל הקונדנסט מתנהג כמו אטום אחד גדול, בכפוף לחוקים בלבד. של פיזיקת הקוונטים.

כאשר החוקרים שילבו שני קונדנסטים עצמאיים, הם יצרו טיפות של נוזל קוונטי. מדענים הצליחו לעשות משהו דומה בעבר, החומר של הטיפות הללו היה מחובר על ידי כוחות של אינטראקציות אלקטרומגנטיות בין מולקולות. לעומת זאת, הטיפות שהשיגו המדענים הספרדים שמרו על צורתן עקב תופעת ה"תנודות הקוונטיות".

תנודות קוונטיות הן תוצאה של עקרון אי הוודאות של הייזנברג, לפיו לחלקיקים קוונטיים אין פרמטרים מוגדרים בקפדנות. ניתן לתאר את הפרמטרים שלהם כמו רמת האנרגיה, המיקום והכיוון במרחב רק במונחים של הסתברות. ואם ניקח את ההסתברויות הללו של המיקום הנוכחי של חלקיקים קוונטיים, מהירויות וכיווני תנועתם, נוכל לחשב את גודל האינטראקציות שלהם, שמתבטא בצורה של לחץ. אבל הדבר המעניין ביותר הוא שאם נוסיף את הכוח ואת וקטור הלחץ של כל החלקיקים הקוונטיים, אז תתגלה עובדה יוצאת דופן, החלקיקים מושכים זה את זה במידה רבה יותר ממה שהם דוחים זה את זה. ודווקא בגלל המשיכה הזו הם נקשרים לטיפות של נוזל קוונטי שיכולים לשמור על צורתם.

מדידות שביצעו מדענים הראו שטיפות של נוזל קוונטי של אטומי אשלגן הן נוזליות במידה רבה יותר מטיפות של נוזל על-נוזל רגיל, הליום נוזלי, למשל. במונחים של אינדקס זרימה ופרמטרים בסיסיים אחרים הטבועים בנוזלים, נוזל קוונטי מתעלה על כל נוזל על-נוזל בשניים עד שמונה סדרי גודל, מה שפותח הזדמנויות רבות לפיזיקאים לערוך ניסויים באמצעות נוזל קוונטי.

עם זאת, לטיפות נוזל קוונטיות יש כמה מגבלות המגבילות את היישומים שלהן. לדוגמה, אם מספר האטומים בטיפה אחת הופך ליותר מערך מסוים, אז הטיפה קורסת, והנוזל הקוונטי הופך לגז, שנוטה למלא את כל החלל הזמין, כמו כל חומר גזי אחר.

<< חזרה: תכונות בלתי צפויות של יוגורט 03.01.2018

>> קדימה: מסך 88 אינץ' OLED 8K מבית LG 02.01.2018

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

שיטה חדשה ליצירת סוללות חזקות 08.05.2024

עם התפתחות הטכנולוגיה והשימוש המתרחב באלקטרוניקה, נושא יצירת מקורות אנרגיה יעילים ובטוחים הופך להיות דחוף יותר ויותר. חוקרים מאוניברסיטת קווינסלנד חשפו גישה חדשה ליצירת סוללות מבוססות אבץ בעלות הספק גבוה שיכולות לשנות את הנוף של תעשיית האנרגיה. אחת הבעיות העיקריות של סוללות נטענות מסורתיות על בסיס מים הייתה המתח הנמוך שלהן, שהגביל את השימוש בהן במכשירים מודרניים. אבל הודות לשיטה חדשה שפותחה על ידי מדענים, החיסרון הזה התגבר בהצלחה. כחלק מהמחקר שלהם פנו מדענים לתרכובת אורגנית מיוחדת - קטכול. התברר שזהו רכיב חשוב שיכול לשפר את יציבות הסוללה ולהגביר את יעילותה. גישה זו הובילה לעלייה משמעותית במתח של סוללות אבץ-יון, מה שהופך אותן לתחרותיות יותר. לדברי מדענים, לסוללות כאלה יש מספר יתרונות. יש להם ב ... >>

תכולת אלכוהול של בירה חמה 07.05.2024

לבירה, כאחד המשקאות האלכוהוליים הנפוצים ביותר, יש טעם ייחודי משלה, שיכול להשתנות בהתאם לטמפרטורת הצריכה. מחקר חדש של צוות מדענים בינלאומי מצא כי לטמפרטורת הבירה יש השפעה משמעותית על תפיסת הטעם האלכוהולי. המחקר, בראשות מדען החומרים ליי ג'יאנג, מצא כי בטמפרטורות שונות, מולקולות אתנול ומים יוצרות סוגים שונים של אשכולות, מה שמשפיע על תפיסת הטעם האלכוהולי. בטמפרטורות נמוכות נוצרים יותר אשכולות דמויי פירמידה, מה שמפחית את החריפות של טעם ה"אתנול" וגורם למשקה להיות פחות אלכוהולי. להיפך, ככל שהטמפרטורה עולה, האשכולות הופכים דמויי שרשרת יותר, וכתוצאה מכך טעם אלכוהולי בולט יותר. זה מסביר מדוע הטעם של כמה משקאות אלכוהוליים, כגון באייג'יו, יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה. הנתונים שהתקבלו פותחים סיכויים חדשים ליצרני משקאות, ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

אוסף סוללות שומאכר 25.01.2007

כידוע, כוכב מירוצים F1 מייקל שומאכר הפסיק להופיע, אך שמו עדיין מנוצל למטרות פרסום ושיווק. התפעל מאוסף כל סוגי הסוללות, המצברים והמטענים המיוצרים על ידי ANSMANN Energy.

העובדה היא שהזוכה המרובה של "הפורמולה" הפכה ל"פנים הפרסומות" של הסדרה החדשה, שבה המטען המהיר Super Speed Charger מושך תשומת לב מיוחדת. כנראה, המפיקים זכרו היטב את דבריו של שומי עצמו, שהזכיר לא פעם בראיונות שלו כי "יהיה נחמד לטעון את המצברים".

ראה מלא ארכיון של חדשות מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר