24 Листопада , 2018

IBM досліджує мідний магнетизм для розробки модулів пам’яті нового типу

Кожне нововведення в будь-якій області починається з фундаментальних досліджень, які закладають основу для майбутніх винаходів. Вже зараз стає зрозуміло, що носії інформації у сучасному вигляді перестануть існувати, як це сталося колись з дискетами і перфокартами. Деякі компанії (наприклад, Microsoft) активно ведуть дослідження по створенню ДНК-пам'яті, а от IBM вирішила піти іншим шляхом і почати розробку накопичувачів, в яких носіями інформації будуть виступати атоми міді. Як повідомляє видання Nature Nanotechnology, підрозділ IBM Research займається дослідженнями у сфері мідного магнетизму. Взагалі, як відомо, при звичайних умовах мідь не володіє магнітними властивостями, але в свіжому дослідженні вчені IBM Крістофер Лутц і Кай Янг продемонстрували, що вони можуть контролювати магнетизм ядра одного атома, використовуючи ядерно-магнітний резонанс і скануючий тунельний мікроскоп. «Ми проводимо фундаментальні дослідження в області нанотехнологій. Це перший випадок, коли ми можемо бач..
13 Листопада , 2018

Вчені-фізики створили новий тип найпростішого квантового “твердого диска” для світла

Вчені-фізики з університету Альберти, Канада, розробили новий спосіб створення сховища інформації, здатного зберігати "тонку і делікатну" квантову інформацію, закодовану в параметрах імпульсу світла. У якості власне сховища виступає хмара надохолоджених атомів рубідію, яке здатне поглинути імпульс світла повністю, до останнього фотона. А освітлення хмари атомів контрольним імпульсом світла дозволяє отримати новий імпульс, всі параметри якого повністю повторюють параметри вихідного імпульсу, який містив у собі квантову інформацію. Квантова пам'ять є одним з найважливіших компонентів квантових комп'ютерів і квантових комунікаційних мереж. Вона виконує таку ж роль, як і традиційні жорсткі диски в наших комп'ютерах. Природно, що в міру розвитку технологій квантових комунікацій і обчислень, інтерес до ефективних пристроїв зберігання квантової інформації підвищується в тому ж темпі. "Під час експерименту ми закодували квантову інформацію в імпульсі світла, після чого цей імпульс був збережен..
1 Жовтня , 2018

Новий механізм дозволить зберігати інформацію в одному атомі

Вчені з Університету Рэдбуда виявили новий механізм магнітного зберігання інформації в найдрібнішої одиниці речовини: одному атомі. Незважаючи на те, що доказ принципу було продемонстровано при дуже низьких температурах, цей механізм обіцяє функціонувати і при кімнатній температурі. Таким чином, можна буде зберігати в тисячі разів більше інформації, ніж зараз на жорстких дисках. Результати роботи були опубліковані в Nature Communications. Коли ви виходите на рівень одного атома, магнітні атоми стають нестабільними. «Постійний магніт визначає наявність північного і південного полюса, які залишаються в одній орієнтації», говорить професор Олександр Хачетурян. «Але коли ви доходите до одного атома, північний і південний полюси атома починають змінюватися і не знають, в якому напрямку вказувати, бо стають надзвичайно чутливими до свого оточення. Якщо ви хочете, щоб у магнітному атомі зберігалася інформація, він не повинен кидатися. Протягом останніх десяти років учені задавалися питанням:..
3 Серпня , 2018

Великий Адронний Колайдер вперше почав розганяти ядра атомів разом з електронами

Головним завданням, для якої створювався Великий Адронний Коллайдер, найпотужніший прискорювач частинок на сьогоднішній день, є зіткнення субатомних частинок, розігнаних до настільки високих енергій, які неможливо отримати на Землі ні при яких інших умовах. Як правило, експерименти на колайдері використовують пучки розігнаних протонів або позитивно заряджених іонів, атомів важких металів, повністю позбавлених негативно заряджених електронів. Але нещодавно вченим Європейської організації ядерних досліджень CERN вдалося розігнати в надрах коллайдера пучок іонів свинцю, кожен з яких містив мінімум один електрон. І все це дає вченим можливість для проведення фізичних експериментів абсолютно нового типу, експериментів, які дозволять їм глибше проникнути в таємниці фізики, що лежить за межами Стандартної Моделі. На самому початку Великий Адронний Колайдер використовують нейтральні атоми свинцю, які проходять через низку попередніх прискорювачів, в процесі чого ці атоми втрачають більшої част..
17 Червня , 2018

Технологія передачі квантової інформації за допомогою звуку

Сучасна область квантової фізики вже майже впритул наблизилася до моменту технологічного прориву, після якого на світі з'являться нові типи датчиків, безпечних комунікаційних технологій і, безумовно, квантові комп'ютери. Однак, головною перешкодою до цього прориву поки є відсутність відповідного способу з'єднання і управління досить великим числом компонентів квантових систем, в ролі яких можуть виступати навіть окремі атоми. Група дослідників з Віденського Технологічного університету (TU Wien) і Гарвардського університету нещодавно знайшла новий спосіб передачі квантової інформації. Вони пропонують використовувати для цього дуже слабкі механічні коливання, точніше, "пакети" цих звукових коливань, відомих під назвою фонони. "Ми використовуємо кристали алмазів з вбудованими в них атомами кремнію - саме такий варіант реалізації квантових систем представляється нам найбільш перспективним" - розповідає професор Пітер Рэбл (Peter Rabl), - "Звичайні алмази складаються з одного вуглецю, але з..
14 Червня , 2018

Нанопровідники атомарної товщини – новий спосіб високоефективного перетворення тепла в електрику

Тепло, що виділяється при роботі різних механізмів і електронних пристроїв можна перетворювати в електрику за допомогою нанопровідників, мають атомарну товщину. Висока ефективність такого перетворення, згідно з результатами досліджень, проведених вченими з університету Уоріка, Кембриджа і Бірмінгема, перевищує ефективність будь-яких інших подібних технологій. І це робить нову технологію досить життєздатним методом отримання додаткової електричної енергії. Зазвичай вторинне тепло перетворюється в електрику за допомогою спеціальних піроелектричних матеріалів. Однак, пристрої на основі цих матеріалів мають не дуже високу ефективність. "На відміну від звичайних об'ємних піроелектричних матеріалів окремі нанопроводники проводять через себе менше тепла і більше електрики" - розповідає доктор Андрій Василенко (Dr Andrij Vasylenko), - "Такі унікальні властивості нанопровідників зумовлюють вкрай високу ефективність перетворення". Нанопроводники, перетворюють тепло в електрику, вирощуються шляхо..
23 Квітня , 2018

Вченим вперше вдалося створити молекулу шляхом прямих маніпуляцій з двома атомами

Групі вчених з Гарвардського університету, очолюваного доцентом Канг-Куєн Ні, вперше в історії науки вдалося об'єднати два атома в одну молекулу шляхом прямих маніпуляцій з цими атомами. Більш того, отримана молекула має два явно виражених магнітних полюси, що дозволить використовувати її в якості нового типу квантового біта, кубіта, здатного одночасно зберігати і обробляти укладену в ньому квантову інформацію. Розробка комп'ютерів, які використовують у своїх інтересах властивості окремо взятих молекул, вимагатиме ще маси додаткових досліджень. Тим не менш, робота гарвардських дослідників демонструє те, що нам вже доступні необхідні для цього рівні точності виконання всіх необхідних операцій. Атоми зазвичай зв'язуються в молекулу в ході хімічної реакції. У минулому вченим вже вдавалося проводити безліч видів хімічних реакцій, забезпечуючи при цьому, найвищий рівень контролю за їх перебігом та результатами. Однак те, що зробили гарвардські вчені, не можна віднести до хімічної реакції в ..
10 Квітня , 2018

CUORE – експеримент, покликаний вирішити фундаментальні загадки, пов’язані з матерією і антиматерією

Глибоко під горою Gran Sasso в Італії, майже під двома кілометрами гірських порід, знаходиться фізична лабораторія, в якій встановлено обладнання експерименту CUORE (Cryogenic Underground Observatory for Rare Events). Цей експеримент, який перебуває зараз на стадії реалізації, повинен дати вченим деякі підказки щодо одного з фундаментальних питань - чому у вивченій нами частини Всесвіту спостерігається тільки звичайна матерія, адже, згідно теорії, в світі має перебувати рівну кількість матерії і антиматерії? У кожній субатомної частинки є антипод - частинка з такою ж масою і протилежним електричним зарядом, у електрон - позитрон, протон - антипротон, у нейтрона - антинейтрон і т. д. Винятком з цього є лише майоранівські ферміони, які є одночасно частинками і античастицами, і фотони світла. Сучасні астрофізичні теорії вказують на те, що під час Великого Вибуху у Всесвіті повинне було утворитися рівну кількість матерії і антиматерії. Однак, те, що ми спостерігаємо у Всесвіті сьогодні нія..
13 Березня , 2018

Нова МРТ-технологія дозволяє отримати знімки молекул з високою роздільною здатністю

Установки магнітно-резонансної томографії (МРТ) є досить потужним інструментом, який дозволяє медикам заглянути всередину людського тіла і провести діагностику різних захворювань. Однак, група дослідників з Канади і США продемонструвала, що така ж сама технологія може дозволити вченим побачити і дуже маленькі речі, такі, як окремі молекули. Розроблена ними МРТ-технологія має високу роздільну здатність, що становить менше двох нанометрів, що еквівалентно ширині молекули ДНК. Для отримання високого дозволу дослідники використовували новий спеціальний генератор магнітного поля і імпульс лазерного світла, який дозволяє виділити деякі властивості ядер атомів і керувати цими властивостями під час проведення зйомки. Все це нагадує використання барвника, мікроскопа і пінцета в технології звичайної оптичної мікроскопії, але в даному випадку це працює в набагато меншому масштабі, що дозволяє вивчати властивості молекул біологічних зразків та інших мікроскопічних систем. Технологія МРТ дозволяє о..
6 Березня , 2018

Вчені отримали новий стан матерії, змусивши гігантські “атоми” поглинути інші менші атоми

Всередині атома будь-якого речовини, незважаючи на його вкрай малі розміри, є досить велика кількість порожнього простору, найбільша кількість якого припадає на проміжок, що розділяє ядро і нижній електронний шар. Але нещодавно, вчені з США та Австрії заповнили деякі порожні проміжки структури атома і отримали нову форму матерії у вигляді гігантських "атомів", заповнених іншими атомами. Створений вченими гігантський атом носить назву полярона Райдберга, його розмір становить кілька сотень нанометрів, що в тисячу разів більше розміру атома водню. Для створення атома Райдберга вчені з Віденського технологічного університету, університету Райс та Гарвардського університету використовували конденсат Бозе-Ейнштейна. Це екзотичне стан матерії формується, коли атоми речовини охолоджуються до температури, дуже близькій до температури абсолютного нуля. При такій температурі тепловий рух атомів практично припиняється і всі вони починають синхронно коливатися, демонструючи досить незвичайне колек..
30 Січня , 2018

“Квантовий коктейль” дозволить розробити нові технології зберігання даних

Обмежена швидкість запису та зчитування інформації, записаної на магнітному носії, визначає межу максимальної швидкодії цього носія, наприклад, жорсткого диска. Для прискорення процесів запису і читання дослідники намагаються допомагати цим процесам ультракороткими імпульсами лазерного світла і іншими методами, які дозволяють зменшити час перемикання стані областей магнітного матеріалу. Такий шлях є досить перспективним, однак, задіяні в цьому всьому фізичні механізми залишаються погано вивченими і на сьогоднішній день. Вся проблема полягає в складній структурі і складних взаємодіях частинок магнітних матеріалів, які на найменшому рівні можна розглядати як квантові системи, що складаються з безлічі окремих квантових об'єктів. Квантові системи, що складаються з безлічі об'єктів, досить важко піддаються моделюванню і практичного вивчення з-за складних взаємодій між входять в їх склад окремими об'єктами. Тому фізики з Швейцарського федерального технологічного інституту (Swiss Federal Inst..
28 Грудня , 2017

Створена система штучного інтелекту, що розраховує результати органічних хімічних реакцій

Дослідники компанії IBM розробили нову систему штучного інтелекту, основою якої є методи, що використовуються для перекладу тексту з однієї мови на іншу. Однак, ця програма розглядає атоми хімічних речовин, немов букви, а молекули - як окремих слів, і результатом її роботи є аж ніяк не переклад, а визначення кінцевих результатів найскладніших органічних хімічних реакцій, що, в свою чергу, може бути використано для прискорення розробки нових лікарських препаратів, наприклад. За останні 50 років вчені з усіх сил намагалися навчити комп'ютери всеет тонкощам "роботи" хімічних перетворень з метою отримання достовірних передбачень результатів органічних хімічних реакцій. Однак, органічні сполуки можуть бути настільки складні, що для моделювання їх хімічних властивостей та поведінки під час реакцій потрібні неприпустимо високі витрати обчислювальних ресурсів, у зворотному випадку отримані результати мають малу достовірність для того, щоб їм можна було довіряти на сто відсотків. Тому дослідник..