Kwantumeigenschappen onderzoeken met "bevroren" magneetvelden

14 september 2015, 09:33
Kwantumeigenschappen onderzoeken met "bevroren" magneetvelden
Kwantumeigenschappen onderzoeken met "bevroren" magneetvelden
Onderzoekers van UT-onderzoeksinstituut MESA+ hebben een materiaal ontwikkeld waarmee men "op grote schaal" kwantumeigenschappen kan onderzoeken. Ze creëerden een supergeleidend materiaal dat geïsoleerde magneetveldjes, kunstmatige elektronen, bevat die bevroren zijn tussen kunstmatige atomen. Door een elektrische stroom door het materiaal te laten lopen, kunnen ze de magneetveldjes laten smelten. Met het materiaal kun de overgang van een isolator naar een geleider goed worden onderzocht. Hiermee slaat het onderzoek een brug tussen de klassieke mechanica en de kwantummechanica. Het onderzoek, dat onder meer is uitgevoerd in samenwerking met Argonne National Laboratory (VS), is gepubliceerd in het wetenschappelijke toptijdschrift Science.

De onderzoekers creëerden een materiaal dat 90.000 kleine eilandjes van het element Niobium bevat, die zich elk gedragen als kunstmatige atomen. Deze eilandjes zijn zo’n 200 nanometer groot en liggen circa 50 nanometer van elkaar af. Erg klein dus, maar vergeleken met de wereld van echte atomen en elektronen zijn ze reusachtig. Als je een extern magneetveld aanlegt over deze eilandjes, dan ontstaan tussen de eilandjes magneetveldjes van een vaste, gekwantiseerde grootte. Doordat de magneetveldjes zich gedragen als kunstmatige elektronen en je de eilandjes kunt beschouwen als kunstmatige atomen, kun je met het materiaal van de Universiteit Twente nauwkeurig en op relatief grote schaal de relatie tussen het atoomrooster en het gedrag van elektronen onderzoeken. Het onderzoek slaat hiermee een brug tussen de wereld van de klassieke mechanica en die van de kwantummechanica.
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items