انقلاب در فیزیک کوانتومی، کشف فاز سوپررادیانت

 به گزارش پردیس هوش مصنوعی و نوآوری دیجیتال ایران؛ محققان دانشگاه رایس برای اولین بار انتقال فاز کوانتومی سوپررادیانت superradiant (SRPT) را مشاهده کردند.

این پدیده کوانتومی سوپررادیانت، که در دهه ۱۹۵۰ پیش‌بینی شده بود، حالتی ماده دست نیافتنی بود که اتم‌ها به‌صورت هماهنگ نور ساطع می‌کنند. کادن هازارد (فیزیکدان) با خنک کردن اتم‌های استرانسیم تا صفر مطلق و استفاده از پالس‌های لیزری، این فاز کوانتومی superradiance را ایجاد کرد. اتم‌ها در این حالت مانند یک ذره کوانتومی غول‌پیکر عمل می‌کنند. فاز کوانتومی سوپررادیانت، رفتار جمعی اتم‌ها را نشان می‌دهد. این کشف، که در مجله نیچر منتشر شد.

 کاربردهای فاز کوانتومی سوپررادیانت در فناوری

فاز کوانتومی سوپررادیانت می‌تواند محاسبات کوانتومی را متحول کند. سیستم‌های هماهنگ در این فاز کوانتومی سوپررادیانت، قدرت محاسباتی را افزایش می‌دهند. همچنین، در حسگری کوانتومی، فاز کوانتومی سوپررادیانت اندازه‌گیری‌های فوق‌دقیق را ممکن می‌سازد. این حالت، مواد جدیدی با خواص منحصربه‌فرد را آشکار می‌کند. آزمایش فاز کوانتومی سوپررادیانت نیازمند دقت بالا و شرایط ظریف بود.

تیم رایس با حفره‌های نوری و اتم‌های فوق‌سرد، فاز کوانتومی سوپررادیانت را مشاهده کرد. این کشف، مفروضات قدیمی درباره ناپایداری فاز کوانتومی سوپررادیانت را رد می‌کند.

چالش‌ها و اهمیت فاز کوانتومی سوپررادیانت

مشاهده فاز کوانتومی سوپررادیانت به دلیل ناپایداری آن غیرممکن تلقی می‌شد. اما تیم رایس با تکنیک‌های مدرن، این فاز کوانتومی سوپررادیانت را به واقعیت تبدیل کرد. این آزمایش، رفتار جمعی اتم‌ها را در فاز کوانتومی سوپررادیانت نشان داد.

تام کیلیان این کشف را نقطه عطفی در فیزیک کوانتومی می‌داند. فاز کوانتومی سوپررادیانت، مرزهای علم را جابه‌جا کرده است. این پدیده، درک ما از حالت‌های ماده را عمیق‌تر می‌کند.این کشف، نویدبخش پیشرفت‌های علمی و فناوری است.