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物理学家发明通量电容器,打破时间反转对称性

发布时间: 2018-06-03

在热门电影《回到未来》(Back to the Future)中,一个古怪的科学家创造了一个时间机器,它运行在一个通量电容器上。现在,来自澳大利亚和瑞士的一组实际物理学家提出了一种装置,该装置利用在电容器周围磁通的量子隧道效应,打破时间反转的对称性。发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上的这项研究提出了新一代电子循环器,它们是控制微波信号移动方向的设备。

电子环行器使信息在一个特定的方向上移动,就像一个旋转木马,但在循环系统中,“流量”必须在进入后的下一个出口。

博科园-科学科普:它代表了两个澳大利亚研究委员会卓越中心的合作:工程量子系统中心(EQUS)和未来低能源电子技术(舰队)中心。舰队副研究员贾里德·科尔教授(在RMIT大学工作)说:这一装置是由超导体建造的,在这种装置中,电可以无电阻地流动。科尔教授说:我们提出了两种可能的电路,其中一种类似于电影通量电容器的标志性的三尖星设计。(见下图)。在其中,量子‘管’的磁通量可以通过一个被称为量子隧穿的过程绕过一个中央电容器,吉利平肖平码主论坛,在那里他们克服了传统上不可逾越的障碍。

提出了循环器的示意图表示,图片:FLEET

汤姆·斯塔斯教授(昆士兰大学)说:磁场和电荷的结合导致了物理学家所说的打破时间逆转的对称性。不幸的是,这种影响不允许我们真正回到过去。相反,这意味着信号只能在一个方向上绕着电路传播,就像环形车道上的汽车一样。这样的装置可以用来分离实验装置的各个部分,这在单个部件是极其敏感的量子系统时至关重要。该研究的主要作者克莱门斯·穆勒博士说:这一设备是下一代技术的重要组成部分,包括广受欢迎的量子计算机。Mueller博士说:研究对扩大这项技术迈出了重要的一步,研究人员需要在量子计算机周围精确地控制和测量信号。

微波循环器的操作类似于从后到未来的通量电容器,图片:FLEET

在更近的一段时间内,该研究可以应用于手机和wifi天线的更好的电子产品的开发和改进雷达。该论文发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。这两个卓越的ARC中心是澳大利亚量子研究的重要力量。程量子系统(EQUS)研究中心的研究人员正在建造利用量子物理的全光谱的量子机器。在未来的低能源电子技术(舰队)中,卓越的ARC中心正在开发新一代的超低能耗电子产品,以应对计算中能源使用的日益增加的挑战。

博科园-科学科普|参考期刊文献:物理评论快报|来自:FLEET

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