科學(xué)家們在特殊點(diǎn)之外建立了特殊的表面

美國能源部(DOE)阿貢國家實(shí)驗室的科學(xué)家在許多方面都是杰出的。在與倫敦帝國學(xué)院合作的工作，例如，他們在所謂的信息處理系統的現象進(jìn)行了研究“特殊點(diǎn)”。這種現象已經(jīng)找到了微波，光學(xué)和機械技術(shù)的應用。

“我們的團隊通過(guò)實(shí)驗檢測到了一個(gè)特殊的表面，一個(gè)連續的三維彎曲的特殊點(diǎn)的曲面，”張旭峰說(shuō)。他領(lǐng)導了這個(gè)國際研究項目，并在阿貢省納米級材料中心(CNM) 擔任助理科學(xué)家。DOE 科學(xué)辦公室用戶(hù)設施。其他人的過(guò)去研究發(fā)現了異常點(diǎn)，隨后的研究人員繪制了測量出的異常點(diǎn)的線(xiàn)，但這是研究人員第一次繪制表面。

“考慮兩個(gè)系統，每個(gè)系統對環(huán)境都有自己的能量損失，”張解釋說(shuō)。“也可以設想這些系統連接，使得它們可以在它們之間交換能量。”

當這些系統相距遙遠時(shí)，它們之間幾乎沒(méi)有相互作用，并且與能量相關(guān)的計算產(chǎn)生了兩個(gè)獨立的解決方案，它們僅與它們與環(huán)境的相互作用聯(lián)系在一起。當它們彼此接近并相互作用時(shí)，系統進(jìn)入過(guò)渡階段，在過(guò)渡階段只有一個(gè)解決方案。這被認為是一個(gè)例外。由于這些系統甚至靠攏，異常點(diǎn)消失，并且計算得到對“混合解決方案，”每個(gè)系統的溶液的混合物。

特殊點(diǎn)的可能應用是對干擾的敏感度大大提高的傳感器，例如磁場(chǎng)的輕微波動(dòng)。另一個(gè)應用是模式轉換，例如，它允許將電話(huà)呼叫中來(lái)自?xún)煞降男盘柋３衷趩为毜哪Ｊ街?，從而從根本上消除任何不希望的干擾。

張說(shuō)：“我們最初的貢獻是根據實(shí)驗測量結果繪制了特殊點(diǎn)的三維表面，結果是驚人的精美圖形。” 這些特殊的表面本身有什么張稱(chēng)之為“特殊的鞍點(diǎn)，”表面上的所有其他特殊點(diǎn)中最特殊的一點(diǎn)。這些鞍點(diǎn)與其他例外點(diǎn)相比，具有更高的期望性能。

該球隊的實(shí)驗裝置結合了兩個(gè)系統：一個(gè)專(zhuān)門(mén)的印刷電路板的局限微波和釔鐵石榴石，其產(chǎn)生共振稱(chēng)為的微尺度磁性球“磁振子。”

“磁振子是與自旋波相關(guān)聯(lián)的量化準粒子，是晶格中磁有序的集體激發(fā)，”張解釋說(shuō)。“這里重要的是，在晶格變化的磁化在一個(gè)點(diǎn)上影響了鄰近的網(wǎng)站像波浪一樣，通過(guò)一條平靜的池塘水面蕩漾。”

該團隊在CNM 上使用了一個(gè)磁電光光譜儀 來(lái)測量對他們的設備中光子-磁振子耦合強度和位置的不同調諧的響應，然后將結果繪制在特殊表面的三維圖中。

盡管這一高度關(guān)鍵的發(fā)現和數學(xué)意義重大，但它可能會(huì )對信息處理產(chǎn)生現實(shí)世界的影響。作為幾個(gè)可能的例子之一，信息傳遞要求噪聲不能破壞正在傳輸的零和一，并且出色的表面映射可以為該過(guò)程提供更大的保護。

“我們的工作還為具有高度期望的功能的量子信息處理開(kāi)辟了令人興奮的新可能性，”張說(shuō)。

上面的描述出現在物理評論快報研究人員的工作，并有權‘ 合成尺寸與磁振子極化激元的特殊表面的實(shí)驗觀(guān)察。’除了通訊作者張，合著(zhù)者包括鼎坤在倫敦帝國學(xué)院，和Argonne CNM 研究人員周憲京，徐靜和金大非。