Физики создали квантовый регистр рекордной длины в 14 кубитов.

Австрийские физики из Инсбрукского университета (University of Innsbruck) создали квантовый регистр рекордной на сегодняшний день длины (разрядности), состоящий из 14"запутанных"квантовых битов, кубитов. Команда ученых, возглавляемая Рэйнером Блатом (Rainer Blatt), уже имеет на своем счету подобное достижение. В 2005 году им удалось в ходе одного изэкспериментов реализовать на практике квантовый регистр, состоящий из восьми кубитов.

Сейчас Инсбрукские ученые почти удвоили результат 2005 года, поймав внутри ионной ловушки 14 атомов кальция, которые связавшись или"запутавшись"стали единой 14-битной системой, состоянием которой можно было управлять с помощью света лазера. Такой регистр, как говорят ученые, представляет собой ядро будущегоквантового компьютера. В ходе экспериментов так же выяснилось, что время распада"запутанности"атомов, супердекогеренции, находится не в линейной зависимости от числа атомов, а пропорционально их квадрату. Таким образом, чем в системе больше связанных атомов, тем больше время ее существования.

Так же ученым удалось поймать и удержать в ионной ловушке одновременно 64 атома вещества."Но, пока мы еще не в состоянии"запутать"столь большое количество частиц"-говорит научный сотрудник Инсбрукского университета Томас Монз. -"Однако, достигнутые нами результаты предоставляют нам большие возможности для изучения свойств множественных"запутанных"частиц".

Термин"запутанность"(entanglement)был введен лауреатом Нобелевской премии Эрвином Шредингером (Erwin Schrodinger) в 1935 году для описания квантово-механического явления, которое и по сей день остается весьма загадочным."Запутанные"частицы являются не отдельными частицами, имеющими различные квантовые состояния, они представляют собой скорее цельную систему."Запутывая"соответствующие частицы, квантовые биты, квантовый компьютер будущего будет в состоянии решить задачи намного быстрее, чем современные обычные компьютеры.

Источник

Идет создание самой большой в мире ловушки для антивещества.

Процесс создания антиматерии является одним из сложнейших и загадочных процессов, реализованных учеными-физиками, но и удержание антиматерии от аннигиляции является не менее сложной задачей. В настоящее время группа ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего, возглавляемая Клиффордом Сурко (Clifford Surko), занимается созданием ловушки для антивещества, способной удержать рекордно большое количество античастиц в течение длительного времени, достаточного для проведения научных работ и исследований.

Антивещество представляет собой"зеркальное отражение"обычного вещества. Для каждой элементарной частицы, к примеру электрона, имеется свой анти-аналог, позитрон в случае электрона, с такой же массой и свойствами, но с противоположным зарядом. Основная проблема в изучении антиматерии состоит в том, что стоит только античастицам войти в контакт с частицами обычной материи, эти частицы взаимно уничтожаются, аннигилируют, выделяя энергию и гамма-излучение. Таким образом, любой контейнер, в которое будет помещено антивещество, тут же подвергнется полному разрушению.

Новая ловушка для антивещества, низкоэнергетических позитронов, создаваемая физиками, будет использовать сложную комбинацию электрических и магнитных полей, удерживающих античастицы от контакта с обычными частицами. В новой ловушке одновременно сможет удерживаться более триллиона частиц антивещества."Наша ловушка будет напоминать большой отель с небольшими комнатами, в качестве которых будут выступать магнитные ловушки. В каждом таком"номере отеля смогут проживать"десятки миллиардов античастиц"-рассказывает Сурко.

Ученые так же разрабатывают методы и технологии с помощью которых можно будет охладить антивещество до сверхнизких температур, что замедлит движение античастиц исделает возможным проведение измерений, экспериментов и исследований. Так же, используя магнитные поля, ученые попытаются сжать большие облака античастиц, превратив их в плотные куски антивещества, которые затем можно будет использовать для практического применения."Это будет напоминать выдавливание зубной пасты из тюбика, только в нащем случае из"горловины тюбика"будет выходить невероятно плотный луч из античастиц"-пояснил Сурко. -"А мы будем использовать этот анти-луч для изучения того, как античастицы реагируют и взаимодействуют с обычными частицами. Это, в свою очередь, позволит нам приоткрыть некоторые тайны строения материи".

Еще одной работой, над которой трудятся эти ученые, является создание портативной ловушки для антивещества, которая может использоваться не только в лабораторномоборудовании, но и стать частью другого оборудования, медицинского и промышленного."Если мы получим портативную и надежную ловушку, то это ускорит практическое применение антивещества в мире".Несмотря на то, что антивещество является еще пока чрезвычайно экзотическим явлением, оно уже используется в медицинских томографических сканнерах PET (Positron Emission Tomography).

Источник

Ученые CERN впервые поймали антивещество в ловушку.

В то время как ученые CERN продолжают сталкивать протоны в Большом адронном коллайдере, пытаясь создать миниатюрный Большой взрыв и глубже проникнуть в тайны материи и Вселенной, другие, менее известные эксперименты CERN дают значимые результаты. Команде ученых из Женевской лаборатории CERN впервые в истории удалось поймать в магнитной ловушке и удержать в ней атомы антивещества, антиводорода, являющегося антиподом обычного водорода.

Впервые антиводород был получен гораздо раньше в лабораториях CERN, в 2002 году. Но те атомы антивещества существовали всего несколько коротких микросекунд, прежде чемстать вспышкой гамма-излучения, столкнувшись и аннигилировав с атомами обычного вещества. Способность удерживать антивещество в ловушке в течение длительного времени станет началом целого ряда экспериментов по его изучению, которые позволят ответить на вопрос почему антивещество, созданное в равной пропорции с обычным веществом во время рождения Вселенной, полностью отсутствует в настоящее время.

Ответы на вопросы, связанные с антивеществом, могут перевернуть с ног на голову все современные физические теории и представления. Так же может быть разрушена устоявшаяся стандартная модель физики элементарных частиц, что отбросит науку назад к исходной точке. Если в результате исследований окажется, что антивещество существенно отличается от теоретической модели, разработанной физиками, это может буквально"взорвать"всю современную физику.

Естественно устройство по созданию антивещества и улавливания его в ловушке невероятно сложно. Процесс получения антивещества начинается с того, что плотное облако охлажденных антипротонов медленно совмещается с облаком позитронов, где и происходит формирование антиводорода. Это все происходит в недрах магнитной ловушки,имеющей сложную форму магнитного поля, сформированного несколькими магнитами со сверхпроводящими обмотками. Именно это магнитное поле удерживает атомы антиматерии от столкновений с атомами обычной материи и от их взаимного уничтожения.

Пока у ученых получилось удерживать атомы антиматерии в течение всего около одной десятой секунды, по сравнению с микросекундами, это просто громадный срок жизни антивещества и достаточный для того, что бы провести массу экспериментов, касающихся антиматерии. В будущем ученые планируют создать более совершенную магнитную ловушку с помощью которой время жизни антиматерии станет существенно длиннее, а это, в свою очередь, откроет перед учеными еще большие перспективы.

Источник