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可以推迟保存能量的时刻?

延伸体系在失掉能量到部分环境之前,能够推迟保存能量的时刻是量子信息开展的一个要害方针。这个距离被称为“相干时刻”,现已进行了几项研讨,意图是推迟退相干。巴西圣保罗州坎皮纳斯大学Gleb Wataghin物理研讨所(IFGW-UNICAMP)的研讨人员和世界合作者进行了一项研讨,旨在了解飞秒(10-^15 s)时刻尺度上的退相干进程,其研讨成果宣布在了《物理谈论快报》期刊上。在这项研讨中,在飞秒时刻尺度上调查到了激子和声子之间的相互作用。

运用具有高时刻分辨率和光谱分辨率的革命性超快光谱技能,是研讨成功的根底,试验是在低温下将半导体纳米晶体涣散在胶体溶液中进行。研讨发现,当资料被(光)激起时,它宣布的光在200飞秒内改动色彩,这是由于激子和声子之间的相互作用。激子将接纳的部分能量转移到晶格上,就会导致频率的改动,然后改动发射色彩。本研讨是第一个调查到这种现象的,曾经从未被调查到,由于从每个激子转移到晶格的能量很小,相当于26毫电子伏特(26×10-^3 eV)。

这个进程需求很短的时刻,继续不到200飞秒(200×10-^15秒)。现已调查到相似的现象,但由于其他进程,时刻尺度要长得多。研讨小组长时刻研讨尺度在1纳米到10纳米之间的半导体纳米资料,在促进这些资料的成长时呈现了一个首要应战,由于每个独自的单元成长不同;因而,在激起后由资料发射的光谱被加宽,各个重量以稍微不同的频率发射,而且发射的色彩不太准确。当单个粒子被阻隔时,光谱变窄,但信号检测被推迟。

换句话说,光谱分辨率得到了进步,但时刻分辨率有所丢失。大约五年前,研讨人员就开端研讨一种技能,能够从一组10~20 nm的粒子中,挑选出几千个相同粒子组成的子集。这使咱们能够完成十分精密和准确的光谱分辨率,以及精密的时刻分辨率。在这项研讨中,在极短的时刻内取得了一组粒子的单粒子光谱分辨率。如上所述,这个试验解决方案使研讨人员能够拜访迄今不知道的物理进程,例如超快激子和声子相互作用。值得一提的是,在凝聚态物理中,声子是与在晶格中传达振荡量子相关联的准粒子。

关于所取得的成果,现在还没有直接的技能使用,但在不太悠远的将来,飞秒时刻尺度上的物理相互作用常识能够协助科学家操控资料结构,使激子更长时刻地保存来自电或光脉冲的能量,推迟量子体系中的退相干。延伸相干性是光学开关和单光子发射器等器材成功的要害,实际上,方针是将动力糟蹋削减到最低极限。当资料改动色彩时,意味着它正在失掉能量。研讨发现这种丢失十分快,这便是本研讨想要推迟的。

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