Физики из Дортмунда синхронизировали временные кристаллы на расстоянии 40 мкм
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Физики Дортмундского технического университета синхронизировали несколько непрерывных временных кристаллов в полупроводнике из арсенида галлия, добившись синхронизации их колебаний на расстоянии до 40 микрометров, сообщается в статье, опубликованной в Nature Communications. Нелокальная связь, обеспечиваемая диффузией спин-поляризованных электронов, может стать основой для будущих сетей спиновых технологий.
Колебания временных кристаллов
Временные кристаллы создаются в полупроводнике из арсенида галлия с добавлением индия и кремния, что обеспечивает наличие локализованных электронов. При температуре около −270 °C каждый электрон взаимодействует примерно с одним миллионом окружающих ядерных спинов. Лазер накачки выравнивает спины электронов, поляризация передается ядерным спинам. В слабом магнитном поле ядерная спиновая поляризация начинает вращаться, и обратная связь между электронными и ядерными спинами поддерживает колебания, которые регистрируются вторым лазером.
Синхронизация на расстоянии
Поскольку микроскопическая среда в полупроводнике неоднородна, отдельные области обычно колеблются с немного разными частотами. Однако когда широкий лазерный луч одновременно возбуждает множество областей, их колебания синхронизируются на общей частоте. Синхронизация напоминает знаменитые маятниковые часы Гюйгенса 1665 года, но связь в полупроводнике осуществляется за счет диффузии спин-поляризованных электронов. Исследователи установили, что временные кристаллы, разделенные расстоянием до 40 микрометров — что более чем в 1000 раз превышает характерный размер отдельного осциллятора — могут синхронизироваться.
Перспективы для спиновых сетей
Результаты, полученные под руководством профессора Алекса Грейлиха, демонстрируют нелокальную связь между пространственно разделенными спиновыми системами. Это достижение, опубликованное в Nature Communications, может создать основу для управляемых сетей спиновых осцилляторов в будущих спин-тронных технологиях. Такие сети могут способствовать прогрессу в области квантовой обработки информации и прецизионных измерений.
Что дальше
В настоящее время группа планирует выяснить, можно ли соединить и контролировать более крупные массивы временных кристаллов. Остается неясным, как тепловой шум и дефекты материала повлияют на масштабируемость таких сетей для практических устройств.
1 источник
Физики из Дортмунда синхронизировали временные кристаллы на расстоянии 40 мкм
