Физици откриват нов метод за генериране на магнитни полета с инфрачервена светлина

Физици откриват нов метод за генериране на магнитни полета с инфрачервена светлина

Физици от TU Грац са установили, че определени молекули могат да бъдат стимулирани от импулси на инфрачервена светлина, за да генерират малки магнитни полета. Ако експерименталните изследвания са успешни, тази техника може потенциално да се приложи в схеми за квантови компютри.

Когато молекулите поглъщат инфрачервена светлина, те започват да вибрират, тъй като получават енергия. Андреас Хаузер от Института по експериментална физика към Технически университет Грац (TU Graz) използва този добре познат процес като основа за изследване дали тези вибрации могат да бъдат използвани за създаване на магнитни полета. Тъй като атомните ядра носят положителен заряд, движението на тези заредени частици води до създаването на магнитно поле.

Физици откриват нов метод за генериране на магнитни полета с инфрачервена светлина

Използвайки примера на металфталоцианините – пръстеновидни, плоски молекули на багрила – Андреас Хаузер и неговият екип са изчислили, че поради високата си симетрия, тези молекули всъщност генерират миниатюрни магнитни полета в нанометровия диапазон, когато върху тях действат инфрачервени импулси.

Според изчисленията е възможно да се измерят доста ниската, но много прецизно локализирана сила на полето с помощта на ядрено-магнитния резонансен спектроскопичен метод. Изследователите са публикували своите резултати в сп. „Journal of the American Chemical Society“.

Физици откриват нов метод за генериране на магнитни полета с инфрачервена светлина

Танцът на молекулите

За изчисленията екипът използва предварителна работа от ранните дни на лазерната спектроскопия, част от която е на десетилетия, и съвременна теория за електронната структура на суперкомпютри във Vienna Scientific Cluster и TU Graz, за да изчисли как се държат молекулите на фталоцианина, когато са облъчени с кръгово поляризирана инфрачервена светлина. Това, което се случва, е, че кръгово поляризираните, т.е. спираловидно усукани светлинни вълни възбуждат едновременно две молекулярни вибрации под прав ъгъл една на друга.

„Както всяка двойка, танцуваща румба знае, правилната комбинация от напред-назад и наляво-надясно създава малък, затворен кръг. Това кръгово движение на всяко засегнато атомно ядро всъщност създава магнитно поле, но само локално, с размери в диапазона на няколко нанометра“, казва Андреас Хаузер.

Физици откриват нов метод за генериране на магнитни полета с инфрачервена светлина

Молекули като вериги в квантовите компютри

Чрез селективно манипулиране на инфрачервената светлина е възможно дори да се контролира силата и посоката на магнитното поле, обяснява Андреас Хаузер. Това би превърнало молекулите в високоточни оптични превключватели, които може би биха могли да се използват и за изграждане на вериги за квантов компютър.

Четете още на : IBM и японски институт разработват квантов компютър от следващо поколение.

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp

Още от категорията..

Последни новини

Къде смятате да прекарате лятната си почивка - в България или в Гърция?

Подкаст