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Deux bits d'information - dans un atome

09.09.2020

Les scientifiques néerlandais ont réussi à créer un système d'un atome de fer sur un substrat, dans lequel il est possible de contrôler l'impulsion orbitale d'un atome et l'excitation de ses états de spin indépendamment l'un de l'autre.

Pour contrôler le système, les chercheurs ont utilisé l'aiguille d'un microscope à effet tunnel, lors de l'interaction avec un atome, son impulsion orbitale était inversée sans excitation des états de spin. Dans ces conditions, l'atome possède deux degrés de liberté associés à un champ magnétique, qui pourront être utilisés dans le futur pour créer des systèmes de stockage d'informations particulièrement volumineux avec une densité d'enregistrement de deux bits par atome.

Réduire la taille d'un seul bit à l'échelle d'un atome permettrait de faire tenir d'énormes quantités de données dans des supports extrêmement petits. Potentiellement, de tels systèmes peuvent être créés en utilisant les spins contrôlés par le champ magnétique d'atomes individuels S - les sommes vectorielles de leurs propres moments cinétiques des particules élémentaires incluses dans leur composition. Ce sont les états de spin qui sont choisis comme bits dans de tels systèmes, car le moment orbital de chaque atome L (son moment angulaire dans son ensemble) dans les échantillons réels est supprimé en raison de la combinaison de l'interaction spin-orbite et du champ cristallin.

Mais même dans le cas où L d'un atome dans un tel système n'est pas égal à zéro, l'interaction spin-orbite conduit au couplage de L et S en une superposition, dans laquelle seul le moment cinétique total du système L + S est conservée et les excitations indépendantes de L et S sont impossibles. Pour stocker des informations dans l'état orbital d'un atome, à son tour, vous devez être capable de stocker L et de pouvoir le contrôler sans affecter les états de spin. Ensuite, les états de spin et d'orbite peuvent jouer le rôle de zéros et de uns, et l'atome lui-même pourrait servir de support d'informations à raison de deux bits, chacun correspondant à un degré de liberté du système (un bit par spin et moment orbital).

Un tel système d'un atome, dans lequel il est possible d'exciter indépendamment les états de spin et d'orbite, a été créé par Rasa Rejali de l'Université de technologie de Delft. Pour ce faire, le physicien et ses collègues ont placé un seul atome de fer sur un atome d'azote magnétiquement neutre dans un substrat Cu2N, obtenant ainsi un système avec un moment et un spin orbitaux pratiquement libres. L'aiguille d'un microscope électronique à balayage a permis aux physiciens d'étudier l'atome et de le manipuler.

La méthode proposée pour modifier indépendamment les états orbital et de spin d'un seul atome est encore loin d'être mise en œuvre dans la pratique. Néanmoins, la similitude de la nature du spin et des états orbitaux laisse espérer qu'à l'avenir, l'élan orbital des atomes pourra être contrôlé aussi simplement qu'il l'est actuellement - les spins. Dans ce cas, les supports d'informations peuvent devenir tout à fait réels, dans lesquels chaque atome agira non pas comme un, mais comme deux bits, ce qui augmentera encore la densité maximale potentielle d'enregistrement de données.

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Mini climatiseur Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

L'été est une période de détente et de voyage, mais souvent la chaleur peut transformer cette période en un tourment insupportable. Découvrez un nouveau produit de Sony - le mini-climatiseur Reon Pocket 5, qui promet de rendre l'été plus confortable pour ses utilisateurs. Sony a introduit un appareil unique - le mini-conditionneur Reon Pocket 5, qui assure le refroidissement du corps pendant les journées chaudes. Grâce à lui, les utilisateurs peuvent profiter de la fraîcheur à tout moment et en tout lieu en le portant simplement autour du cou. Ce mini-climatiseur est équipé d'un réglage automatique des modes de fonctionnement, ainsi que de capteurs de température et d'humidité. Grâce à des technologies innovantes, Reon Pocket 5 ajuste son fonctionnement en fonction de l'activité de l'utilisateur et des conditions environnementales. Les utilisateurs peuvent facilement régler la température à l'aide d'une application mobile dédiée connectée via Bluetooth. De plus, des T-shirts et des shorts spécialement conçus sont disponibles pour plus de commodité, auxquels un mini climatiseur peut être attaché. L'appareil peut oh ...>>

L'énergie de l'espace pour Starship 08.05.2024

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Nouvelle méthode pour créer des batteries puissantes 08.05.2024

Avec le développement de la technologie et l’utilisation croissante de l’électronique, la question de la création de sources d’énergie efficaces et sûres devient de plus en plus urgente. Des chercheurs de l'Université du Queensland ont dévoilé une nouvelle approche pour créer des batteries à base de zinc de haute puissance qui pourraient changer le paysage de l'industrie énergétique. L’un des principaux problèmes des piles rechargeables traditionnelles à base d’eau était leur faible tension, qui limitait leur utilisation dans les appareils modernes. Mais grâce à une nouvelle méthode développée par des scientifiques, cet inconvénient a été surmonté avec succès. Dans le cadre de leurs recherches, les scientifiques se sont tournés vers un composé organique spécial : le catéchol. Il s’est avéré être un composant important capable d’améliorer la stabilité de la batterie et d’augmenter son efficacité. Cette approche a conduit à une augmentation significative de la tension des batteries zinc-ion, les rendant ainsi plus compétitives. Selon les scientifiques, ces batteries présentent plusieurs avantages. Ils ont b ...>>

Teneur en alcool de la bière chaude 07.05.2024

La bière, en tant que l'une des boissons alcoolisées les plus courantes, a son propre goût unique, qui peut changer en fonction de la température de consommation. Une nouvelle étude menée par une équipe internationale de scientifiques a révélé que la température de la bière a un impact significatif sur la perception du goût alcoolisé. L'étude, dirigée par le spécialiste des matériaux Lei Jiang, a révélé qu'à différentes températures, les molécules d'éthanol et d'eau forment différents types d'amas, ce qui affecte la perception du goût de l'alcool. À basse température, des amas plus pyramidaux se forment, ce qui réduit le piquant du goût « éthanol » et rend la boisson moins alcoolisée. Au contraire, à mesure que la température augmente, les grappes ressemblent davantage à des chaînes, ce qui donne lieu à un goût alcoolique plus prononcé. Cela explique pourquoi le goût de certaines boissons alcoolisées, comme le baijiu, peut changer en fonction de la température. Les données obtenues ouvrent de nouvelles perspectives pour les fabricants de boissons, ...>>

Nouvelles aléatoires de l'Archive

Création du plus grand modèle virtuel de l'univers 04.08.2017

Une équipe de chercheurs chinois a entrepris de tester le supercalculateur le plus rapide du monde en l'utilisant pour créer le plus grand modèle virtuel de l'univers. Ils ont appelé cela un "échauffement" pour une machine appelée Sunway TaihuLight, qui traitait des données de simulation avec 10 millions de cœurs de processeur.

L'univers des scientifiques chinois serait cinq fois plus grand que celui créé en juin par les astrophysiciens de l'Université de Zurich. Certes, la simulation suisse a duré 80 heures, tandis que la simulation chinoise n'a duré qu'une heure.

De telles simulations aident les astronomes à rechercher les régions les plus attrayantes de l'espace à explorer et à faire la lumière sur ses composants les plus mystérieux, tels que la matière noire et l'énergie noire. Les Chinois, en particulier, ont recréé l'origine et des dizaines de millions d'années du développement de l'Univers sur un supercalculateur. Malheureusement, ils ont rapidement dû s'arrêter : le chef d'équipe Gao Liang a déclaré que Sunway TaihuLight avait des tâches d'autres clients ce jour-là.

Les supercalculateurs chinois présentent souvent de graves défauts et fonctionnent rarement à pleine capacité. Les scientifiques ont probablement trouvé un moyen de maximiser la puissance du Sunway TaihuLight car la machine a atteint sa limite sans aucune panne.

Gao espère maintenant exécuter une simulation qui commence au début de l'univers et se termine avec l'ère actuelle - environ 13,8 milliards d'années. Mais d'abord, il devra attendre l'apparition d'un nouveau supercalculateur, qui devrait devenir 10 fois plus puissant que son prédécesseur et commencer à fonctionner en 2019.

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