หากคุณต้องการให้แท่งน้ำแข็งมีคลื่น ให้เติมเกลือลงไป สูตรนี้มาจากนักฟิสิกส์ที่รายงาน ใน วารสารฟิสิกส์ฉบับใหม่ประจำเดือนตุลาคม Antony Chen และ Stephen Morris แห่งมหาวิทยาลัยโตรอนโตได้สร้างเครื่องตั้งโต๊ะที่ปล่อยให้น้ำเย็นเกือบเป็นน้ำแข็งไหลผ่านหัวฉีดไปยังส่วนรองรับที่หมุนช้าๆ ซึ่งน้ำแข็งตัวน้ำกลั่นทำให้เกิดแท่งน้ำแข็งรูปแครอทแบบไม่กระเพื่อม เมื่อนักวิทยาศาสตร์เติมโซเดียมคลอไรด์หรือเกลือแกงเล็กน้อย ก็จะเกิดระลอกคลื่นที่มีระยะห่างสม่ำเสมอ เมื่อพวกเขาเพิ่มมากขึ้น ระลอกคลื่นกลายเป็นผิดปกติอย่างมาก
นักวิจัยไม่สามารถหาทฤษฎีที่จะอธิบายได้ว่าทำไมเกลือถึงมีความสำคัญ
ต่อการเกิดระลอกคลื่น โชคดีที่ธรรมชาติไม่ต้องการทฤษฎี ทีมงานพบว่าน้ำที่ไหลออกจากหลังคาโตรอนโตมีไอออนที่ละลายน้ำเพียงพอที่จะทำให้เกิดระลอกคลื่นได้เอง
นักฟิสิกส์ได้แยกอิเลคตรอนตัวเดียวออกจากทะเลอิเล็คทรอนิกส์ได้สำเร็จ คล้ายกับการดึงโมเลกุลน้ำเพียงตัวเดียวออกจากมหาสมุทรอันกว้างใหญ่ การศึกษานี้เปิดโอกาสให้นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับอนุภาคมูลฐานและนำไปใช้ในการสื่อสารควอนตัมและอุปกรณ์คอมพิวเตอร์
โลกเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน แต่ก็ยากที่จะศึกษาเป็นรายบุคคล ในลวดโลหะและอิเล็กโทรด อิเล็กตรอนแต่ละตัวแทบจะแยกไม่ออกจากกันเพราะพวกมันนั่งรวมกันอยู่ในอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ที่เรียกว่าทะเลแฟร์มี นักฟิสิกส์กลอุบายอย่างหนึ่งได้ใช้คือการดึงลวดที่ปราศจากอิเลคตรอนแล้วฉีดด้วยอนุภาคทีละครั้ง แต่อิเล็กตรอนเหล่านั้นไม่ได้มีพฤติกรรมแบบเดียวกับที่พวกมันทำถ้าถูกจุ่มลงในทะเล เช่นเดียวกับนักสัตววิทยาที่สนใจเรียนรู้พฤติกรรมของสัตว์ นักฟิสิกส์ต้องการศึกษาอิเล็กตรอนแต่ละตัวในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติของพวกมัน
ในปี 1996 Leonid Levitov นักฟิสิกส์ของ MIT
และเพื่อนร่วมงานได้เสนอวิธีการทำเช่นนั้น พวกเขาคาดการณ์ว่าการใช้พัลส์แรงดันไฟฟ้าเฉพาะในวงจรจะทำให้อิเล็กตรอนภายในทะเลมีปฏิสัมพันธ์และผลิตอิเล็กตรอนเดี่ยวที่มีพลังงานสูง อิเล็กตรอนอื่น ๆ ทั้งหมดจะยังคงอยู่ในสถานะพลังงานต่ำ อิเล็กตรอนพลังงานสูงจะร่อนผ่านพื้นผิวของทะเล Fermi เหมือนกับคลื่นเดียวในมหาสมุทร ทำให้ง่ายต่อการศึกษา
ตอนนี้ 17 ปีต่อมา ทีมยุโรปซึ่งรวมถึงนักฟิสิกส์ Christian Glattli จากศูนย์วิจัยนิวเคลียร์ Saclay ใกล้กรุงปารีส ได้ยืนยันการทดลองของ Levitov แล้ว นักวิจัยได้ตั้งค่าวงจร ซึ่งทำให้เย็นลงเหลือสองสามร้อยองศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์ และส่งผ่านพัลส์ไฟฟ้า เครื่องมือที่เรียกว่าเครื่องแยกลำแสงนับอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่โดยแต่ละชีพจรโดยทำตัวเหมือนเครื่องบันทึกเสียงบนหลังคาดีบุกท่ามกลางสายฝน: ความหวังก็คือมันจะตรวจจับรอยหยดเล็กๆ ของหยดน้ำฝนตัวเดียว – อิเล็กตรอน – มากกว่าที่จะกระทบกระเทือน หลายหยด นักวิจัยรายงาน 23 ตุลาคมใน Nature
การศึกษานี้กำหนดนักฟิสิกส์บนเส้นทางสู่การใช้อิเล็กตรอนในการทดลองควอนตัมแบบที่พวกเขาใช้โฟตอน Glattli กล่าว โฟตอนแยกและจัดการได้ง่ายกว่าอิเล็กตรอนมาก ดังนั้นจึงเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการออกแบบเครือข่ายการสื่อสารที่ปลอดภัยและคอมพิวเตอร์ควอนตัมพื้นฐาน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควอนตัมรุ่นใหม่สามารถรวมเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ได้ง่ายขึ้น
อย่างเหมาะสม Glattli และทีมของเขากำหนดคำว่า leviton สำหรับพัลส์อิเล็กตรอนเดี่ยว “มันเป็นกระดาษที่เยี่ยมมาก” เลวิตอฟกล่าว “และฉันบอกว่าไม่ใช่เพราะ [ของคำว่า] เลวิตัน”
credit : greencanaryblog.com tenaciouslysweet.com ajamdonut.com mracomunidad.com hoochanddaddyo.com ciudadlypton.com sonicchronicler.com greenremixconsulting.com sweetlifewithmary.com superverygood.com
