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Contrôle des phonons avec des photons de lumière

02.10.2017

Un groupe de chercheurs de l'université de Vienne, en Autriche, et de l'université de technologie de Delft, aux Pays-Bas, ont mis au point une nouvelle méthode qui permet de mesurer et de contrôler certains paramètres des quanta de vibration sonore, les phonons, à l'aide de photons lumineux. Cette méthode peut devenir la base de nouveaux types de dispositifs de stockage et de traitement de l'information, sur la base desquels des ordinateurs quantiques et des systèmes de communication seront construits.

Les scientifiques ont depuis longtemps remarqué que les phonons présentent un comportement de type particule, c'est pourquoi ils ont été classés comme quasi-particules. De plus, la nature immatérielle des phonons permet de les utiliser comme passerelle entre le monde de la physique classique et le monde quantique. Mais pour pouvoir utiliser des phonons à cette fin, il faut pouvoir non seulement les obtenir, mais aussi mesurer et contrôler leurs paramètres, qui sont responsables de leur état quantique.

La nouvelle méthode développée par les scientifiques est basée sur des impulsions de lumière bleue à haute énergie, éclairant le soi-disant cristal optomécanique de silicium, qui a une certaine forme. Sous l'influence de l'énergie des photons de la lumière bleue, le cristal se met à vibrer d'une manière particulière et des phonons apparaissent dans son milieu. Et pour interagir avec ces phonons, les scientifiques utilisent des impulsions de lumière rouge à faible énergie. Les photons de lumière rouge interagissent avec les phonons sans affecter leur état quantique, certains d'entre eux sont réfléchis et capturés par les capteurs de l'interféromètre, qui mesurent tous les paramètres principaux de ces photons.

L'information portée par les photons de la lumière rouge réfléchie contient des informations sur l'état des phonons à l'intérieur du cristal. Les données recueillies par les scientifiques ont montré que certains phonons dans un cristal obéissent davantage aux lois de la mécanique quantique qu'aux lois de la physique classique, c'est-à-dire sont des particules quantiques qui peuvent être utilisées dans diverses technologies quantiques.

Au cours de la recherche, les scientifiques ont démontré qu'en raison de la nature quantique des photons lumineux et de certains phonons à l'intérieur du cristal, la nouvelle technologie peut être utilisée pour stocker des informations quantiques. Et les matrices de cristaux de résonateur en silicium peuvent être placées directement sur une puce de processeur quantique ou sur une puce de mémoire quantique séparée d'un volume suffisamment important, dont la présence peut considérablement étendre les capacités des systèmes informatiques quantiques.

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Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :

Piège à air pour insectes 01.05.2024

L'agriculture est l'un des secteurs clés de l'économie et la lutte antiparasitaire fait partie intégrante de ce processus. Une équipe de scientifiques du Conseil indien de recherche agricole et de l'Institut central de recherche sur la pomme de terre (ICAR-CPRI), à Shimla, a mis au point une solution innovante à ce problème : un piège à air pour insectes alimenté par le vent. Cet appareil comble les lacunes des méthodes traditionnelles de lutte antiparasitaire en fournissant des données en temps réel sur la population d'insectes. Le piège est entièrement alimenté par l’énergie éolienne, ce qui en fait une solution respectueuse de l’environnement qui ne nécessite aucune énergie. Sa conception unique permet la surveillance des insectes nuisibles et utiles, fournissant ainsi un aperçu complet de la population dans n'importe quelle zone agricole. "En évaluant les ravageurs cibles au bon moment, nous pouvons prendre les mesures nécessaires pour lutter à la fois contre les ravageurs et les maladies", explique Kapil. ...>>

La menace des débris spatiaux pour le champ magnétique terrestre 01.05.2024

On entend de plus en plus souvent parler d’une augmentation de la quantité de débris spatiaux entourant notre planète. Cependant, ce ne sont pas seulement les satellites et les engins spatiaux actifs qui contribuent à ce problème, mais aussi les débris d’anciennes missions. Le nombre croissant de satellites lancés par des sociétés comme SpaceX crée non seulement des opportunités pour le développement d’Internet, mais aussi de graves menaces pour la sécurité spatiale. Les experts se tournent désormais vers les implications potentielles pour le champ magnétique terrestre. Le Dr Jonathan McDowell du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics souligne que les entreprises déploient rapidement des constellations de satellites et que le nombre de satellites pourrait atteindre 100 000 au cours de la prochaine décennie. Le développement rapide de ces armadas cosmiques de satellites peut conduire à une contamination de l'environnement plasmatique terrestre par des débris dangereux et à une menace pour la stabilité de la magnétosphère. Les débris métalliques des fusées usagées peuvent perturber l'ionosphère et la magnétosphère. Ces deux systèmes jouent un rôle clé dans la protection de l’atmosphère et le maintien ...>>

Solidification de substances en vrac 30.04.2024

Il existe de nombreux mystères dans le monde de la science, et l’un d’eux est le comportement étrange des matériaux en vrac. Ils peuvent se comporter comme un solide mais se transformer soudainement en un liquide fluide. Ce phénomène a attiré l’attention de nombreux chercheurs, et peut-être sommes-nous enfin sur le point de résoudre ce mystère. Imaginez du sable dans un sablier. Il s'écoule généralement librement, mais dans certains cas, ses particules commencent à se coincer, passant d'un liquide à un solide. Cette transition a des implications importantes dans de nombreux domaines, de la production de drogues à la construction. Des chercheurs américains ont tenté de décrire ce phénomène et de mieux le comprendre. Dans l’étude, les scientifiques ont effectué des simulations en laboratoire en utilisant les données provenant de sacs de billes de polystyrène. Ils ont découvert que les vibrations au sein de ces ensembles avaient des fréquences spécifiques, ce qui signifie que seuls certains types de vibrations pouvaient traverser le matériau. Reçu ...>>

Stimulateur cérébral implanté 30.04.2024

Ces dernières années, la recherche scientifique dans le domaine des neurotechnologies a fait d’énormes progrès, ouvrant de nouveaux horizons pour le traitement de divers troubles psychiatriques et neurologiques. L'une des réalisations importantes a été la création du plus petit stimulateur cérébral implanté, présenté par un laboratoire de l'Université Rice. Appelé Digitally Programmable Over-brain Therapeutic (DOT), cet appareil innovant promet de révolutionner les traitements en offrant plus d’autonomie et d’accessibilité aux patients. L'implant, développé en collaboration avec Motif Neurotech et des cliniciens, introduit une approche innovante de la stimulation cérébrale. Il est alimenté par un émetteur externe utilisant le transfert de puissance magnétoélectrique, éliminant ainsi le besoin de fils et de grosses batteries typiques des technologies existantes. Cela rend la procédure moins invasive et offre davantage de possibilités d'améliorer la qualité de vie des patients. En plus de son utilisation en traitement, résistez ...>>

La perception du temps dépend de ce que l'on regarde 29.04.2024

La recherche dans le domaine de la psychologie du temps continue de nous surprendre par ses résultats. Les découvertes récentes des scientifiques de l'Université George Mason (États-Unis) se sont révélées tout à fait remarquables : ils ont découvert que ce que nous regardons peut grandement influencer notre perception du temps. Au cours de l'expérience, 52 participants ont passé une série de tests, estimant la durée de visualisation de diverses images. Les résultats ont été surprenants : la taille et le détail des images ont eu un impact significatif sur la perception du temps. Des scènes plus grandes et moins encombrées créaient l’illusion d’un ralentissement du temps, tandis que des images plus petites et plus chargées donnaient l’impression d’un temps qui s’accélère. Les chercheurs suggèrent que le désordre visuel ou la surcharge de détails peuvent rendre difficile la perception du monde qui nous entoure, ce qui peut conduire à une perception plus rapide du temps. Ainsi, il a été démontré que notre perception du temps est étroitement liée à ce que nous regardons. De plus en plus petit ...>>

Nouvelles aléatoires de l'Archive

Modules DC-DC P6CU isolés avec protection contre les courts-circuits 22.12.2015

La société allemande PEAK a développé une série de convertisseurs DC-DC non stabilisés dans le boîtier SIP7 avec une protection à long terme contre les courts-circuits à la sortie P6CU-ххххEK. Les convertisseurs ont une puissance de sortie de 1 W, une rigidité diélectrique entrée-sortie de 1000 V et sont disponibles en versions avec sortie unipolaire (suffixe EK) et bipolaire (suffixe ZK).

Les nouveaux DC-DC ont une plage de tension d'entrée de +-10% de la valeur nominale, un faible bruit, un bon rendement et un faible coût. Les convertisseurs sont produits pour diverses combinaisons de tension d'entrée dans la plage de 5/12/24 V et de sortie dans la plage de 5/12/15 V ; ont une plage de température de fonctionnement de -40...+85°C.

Principaux paramètres techniques de P6CU -EK -ZK :

Puissance: 1 W;
Type de boîtier : SIP7 ;
Plage de tension d'entrée : ±10 % de la valeur nominale (non régulée) ;
Protection contre les courts-circuits à long terme ;
Rigidité diélectrique entrée-sortie : 1000 V ;
Sortie unipolaire (EK) ou bipolaire (ZK) ;
Bruit et ondulation : <75 mV.

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