Maşın yalnız atom və işıq hissəciklərindən düzəldildikdə istilik nə sayılır və nə faydalı iş hesab olunur? İnkişaf etməkdə olan kvant texnologiyalarında bu kimi suallar çox fərqli məqsədlər üçün hazırlanmış fizikanın iki qolunu bir araya gətirir. İsveçrənin Bazel Universitetinin tədqiqatçıları indi termodinamika və kvant fizikasının eyni şəraitdə ardıcıl işləməsini təmin edən nəzəri çərçivə təqdim ediblər.
19-cu əsrdə termodinamika əsasən buxar mühərrikləri kimi böyük maşınların enerjini necə çevirdiyini və ötürdüyünü izah etmək üçün ortaya çıxdı. 20-ci əsrin əvvəllərində inkişaf etdirilən kvant fizikası bunun əvəzinə atomlara və atomaltı hissəciklərə diqqət yetirir. Ancaq bu gün bu iki sahə getdikcə üst-üstə düşür.
Atomlardan və yüngül hissəciklərdən (fotonlardan) qurulan kiçik sistemlər enerji qəbul edə, onu çevirə və sərbəst buraxa bilər ki, bu da onların mikroskopik kvant maşınları kimi fəaliyyət göstərməsinə imkan verir. Əsas problem həm bütün sistem kvant mexaniki, həm də yarı klassik hədddə işləndikdə etibarlı olan təsviri tapmaqdır. Sonuncu, sistemin bir hissəsinin kvant-mexaniki olaraq işləndiyi məhdudlaşdırıcı haldır, digər hissəsi üçün klassik fizika kifayətdir.
Bazel Universitetinin professoru Patrick Potts qrupunun tədqiqatçıları indi Physical Review Letters-də belə bir yanaşma təqdim ediblər. "Bizim hesablamalarımız iki güzgü arasındakı boşluğa yerləşdirilən, işıq hissəciklərini udub buraxa bilən atomun konkret fiziki modelinə aiddir", - postdok Marselo Yanoviç deyir. Bu quraşdırmada lazer boşluğa davamlı olaraq əlavə fotonlar verir, bəzi işıqlar isə qismən əks etdirən güzgülərdən qaçır.
"Bu, davamlı olaraq enerji qəbul edən və eyni zamanda onu ətraf mühitə itirən idarə olunan-dissipativ sistemin dərslik nümunəsidir" dedi tədqiqatçı. Model fiziklərə açıq kvant sistemləri ilə bağlı fundamental sualları araşdırmaq üçün bir yol verir. Bu halda atom özünü daha çox miniatür istilik mühərriki, daha dəqiq desək, “yüngül mühərrik” kimi aparır. Potts və onun əməkdaşları əvvəllər göstərmişdilər ki, boşluqdan çıxan fotonlar termodinamik təsvirdə avtomatik olaraq “tullantı istilik” kimi qəbul edilməməlidir.
Bu qaçan işığın daşıdığı enerjinin bir hissəsi hələ də başqa bir kvant sistemində faydalı iş görmək üçün istifadə edilə bilər. Onların son araşdırması, sistem yarı klassik həddə yaxınlaşdıqda istilik və faydalı enerji arasındakı bu fərqin nə baş verdiyini araşdırdı. Yarımklassik hədddə, boşluq içərisindəki atom diskret enerji səviyyələrinə malik kvant sistemi kimi qəbul edilməyə davam edir.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
