博科园:本文为物理学类

一个隶属于奥地利和德国几家研讨机构的研讨小组现已证明,将环境噪声引进离子线能够增强离子之间的能量传输。在他们宣布在《物理谈论快报》上的论文中,研讨人员描绘了他们的试验,以及为什么他们信任他们的发现将有助于其他研讨人员。从前的研讨标明,当电子经过导电资料时,其运动办法能够用量子力学方程来描绘。但在实际国际中,这种运动会遭到环境噪声搅扰的阻止,然后导致传输能量的按捺。从前的研讨也标明,经过一种资料的电流能够被描绘为一种波——假如这种波坚持同步,它们就被描绘为相干的。但这种波会遭到噪声或原子晶格缺点搅扰,导致活动遭到按捺。

博科园-科学科普:这种在给定方位的按捺称为Anderson定位。在这项新的研讨中,研讨人员现已证明安德森定位能够经过运用环境噪音来战胜。这项研讨工作包含别离出10个钙离子,并将它们以单维晶体的办法固定在空间中。使用激光在不同的状况之间切换离子,并使用激光脉冲将能量引进离子线。这种设备使他们能够观察到能量沿着离子线从一端移动到另一端。安德森定位是经过向每个离子发射独自的激光来完成——激光发生的能量会发生不同强度的离子。在必定程度的无序状况下,研讨小组经过随机改变向单个离子发射的光束的强度来制作噪音。

图片:CC0 Public Domain

这导致频率抖动。正是这种摇摆使得离子间的能量运动战胜了安德森定位。研讨人员注意到这个体系有一个约束——太多的噪音,能量传输又一次因为量子芝诺效应而减慢。宣称他们的体系能够证明对其他研讨人员有用,因为它答应在人工规划的量子体系中研讨量子效应。能量经过相互作用的体系传输的办法支配着物理、化学和生物学许多范畴的根本性质。值得注意的是,环境噪声能够增强传输,这种效应被称为环境辅佐量子传输(ENAQT)。在本研讨论文中,研讨了一个耦合自旋网络中的ENAQT。相互作用的自旋网络是在一个被抓获的原子离子链中完成,能量输运用离子间电子激起的传递来表明。

跟着噪声强度的添加,观察到从相干动力学和安德森定位到ENAQT的穿插,最终因为量子芝诺效应按捺了传输。发现在ENAQT最有用的情况下,传输以分散为主,只要在很短的时刻内才显示出相干性。此外还证明了以非马尔可夫噪声为特征的消比较白噪声消相坚持相干的时刻更长,而且谱结构对传输功率有很强的影响。该研讨办法供给了一种可控和可扩展的办法来研讨静态无序和动态噪声下的多体网络中的量子传输。

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参阅期刊文献:《物理谈论快报》

DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.050501

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