0. Serwus.
Staropolskie (chyba z lat 70 XX w.) powitanie i od razu nam wszystkim weselej. Mi nie tak bardzo, bo dziś padam na twarz; jednakowoż pozbierałem szczękę i inne elementy twarzy z podłogi, znalazłem aż jedno oko, także mogę pisać. Okiem, oczy-wiście ;) A, oraz ze dwa elektrony, po tym, jak niechcący włożyłem palce w gniazdko. Było fajnie! ;)
Nie pytajcie dlaczego się tam ulokowałem. I, mówię od razu - jestem trzeźwy. To zmęczenie. Przemieszczam się z prędkością podświetlną, rośnie masa relatywistyczna, jestem ciężki i łatwo spaść z krzesła, na które wstaję z podłogi, by pisać. I tak w kółko.
I już wiecie, dlaczego nie odzywałem się aż tydzień!
Zapraszam na porcyjkę kolacyjną, serwują Elektron. Znowu on - powiecie. Tak, znowu, ale tym razem w odsłonie bardziej matematycznej. Albo - z matematycznego punktu widzenia opisując go.
1. Po raz pierwszy rzetelnie o elektronie geometrycznie - od szwajcarskich naukowców!
Tu <klik> znajdą Państwo Czytelnicy poprzedni temat o tej, wow, aż się boję zapowiedzieć - szokującej cząstce elementarnej. Skąd przyszedł do głowy taki tytuł? Hmmm, pewnie byłem młodszy i miałem większą fantazję ;)
Na Uniwersytecie w Bazylei dokonano ostatnimi razy niemal cudu. Otóż Panowie Fizykowie i Panie Fizyki (jeśli minister-ministra, to też fizyk-fizyka, pozdrowienia z politycznego afrontu względem niektórych polityczek ;)) przeprowadzili eksperyment, który ukazał pojedynczy elektron, po raz zupełnie pierwszy.
Ludzie, co ja plotę! Wdaję się z Wami znowu w gierki słowne, zamiast szokować siebie i Was elektronem.
Atom był sztuczny, a elektron został elegancko wyizolowany tak, żeby można było dostrzec jego strukturę, bez żadnych dodatków. Nowo opracowana metoda pozwala określić z dużą dokładnością prawdopodobieństwo, z jakim elektron znajduje się w danym obszarze przestrzeni. Można także lepiej zawiadować spinami elektronów, co może być przydatne w dziedzinie zajmującej się komputerami kwantowymi.
Aby stworzyć kubit, czyli jednostkę informacji w komputeryce (mam dziś obsesję słowotwórczą ;)) kwantowej, potrzebujemy wielkości kwantowych, które są mierzalne i, jak wskazuje nazwa, niepodzielnych oraz 'jednostkowych'. Wielu badaczy już od dawna pracuje nad zmianą i manipulacją spinem cząstek.
Jeszcze niedawno nie dało się określić eksperymentalnie geometrii elektronów. Po co nam, to, takie coś, geometria elektronów? Otóż na geometrii bazują takie wielkości, jak stabilność pojedynczego spinu, a także ich splątanie. Takimi pojęciami należy się zająć, kiedy chcemy stworzyć komputer kwantowy. A czy chcemy? Tak!
Oczy-wiście. Ze zdumienia! ;)
2. Takie afery tylko sztucznych atomikach.
Atomik to tak pieszczotliwie o atomie. Nie oznacza małego atomu. Jeśli są skwarki i bizony, to mogą być też atomiki. Jest taka firma nawet - Atomic, narty robią, ponoć niezłe.
A my mamy już jazdę po lodzie bez trzymanki, na tych naszych atomikach! Słowotwórczą oczywiście, dlatego - do meritum.
W Bazylei tejże, na Uniwersytecie, opracowano metodę pozwalającą na określenie przestrzenne geometrii elektronów w tzw. 'kropkach kwantowych'.
Co to taka kropeczka? Jest mała, kwantowa, więc wolę nazwę kropeczka.
Jest to swego rodzaju pułapka na elektrony. Pozwala ona na zatrzymanie wolnych elektronów w obszarze 1000 razy większym niż wielkość atomu. Co więcej, uwięzione wolne elektrony (dziwne, co? oksymoron jakowyś? ;)) zachowują się tak samo, jak w zwykłym atomie, dlatego kropki kwantowe to inaczej sztuczne atomy. I elektrony znajdują się w kropce. Kwantowej, ma się rozumieć.
Pola elektryczne utrzymują elektrony w grupie. Ale napotykamy problem. Kropki kwantowe poruszają sie w przestrzeni oraz, zgodnie z prawdopodobieństwem opisanym przez funkcję falową, pozostają zamknięte i ograniczone do określonych lokalizacji.
3. Rozmieszczenie ładunku. Bum!
Aby określić poziomy energetyczne w kropce kwantowej, używa się pomiarów spektroskopowych. Pomiary te służą również do badania zachowań tych poziomów w polach magnetycznych o zmiennej sile i kierunku. Nadążacie?
Kurcze, znowu przytyłem od tego szybkiego, z niemal podświetlną prędkością, pisania. Ale, dobra nasza! Wylądowałem pod szafką i znalazłem drugie oko ;)
Tymczasem w 'Fizyce dla Laika, czyli Nauce dla Tłuka'...
Bazując na modelu teoretycznym tychże pól magnetycznych można określić gęstość prawdopodobieństwa znajdowania się elektronu, a, co za tym idzie, funkcję falową, z dokładnością do tyci-metra. Tycimetr to nowa jednostka, przeznaczona do mierzenia pól i lasów elektronów, które znalazły się w kropce.
Dobra, dosyć! =]
... z dokładnością do nanometra.
Wniosek? Możemy zobaczyć, jak naprawdę wygląda elektron.
To niezwykłe, zwłaszcza w kontekście tematu z 'Fizyki dla Laika, czyli...' o elektronie, link do którego zamieściłem w akapicie 1. Przeczytajcie najpierw tekst z linka, potem ten, bieżący. I dopiero wtedy będziecie zbierać szczękę z podłogi, gwarantuję Wam :)
4. Koniec, czyli z czym możemy ów Temat jeść.
Poznano lepiej związek między geometrią i spinem elektronu, co może posłużyć do skonstruowania stabilnego kubitu, który, na dodatek, jest podatny na manipulowanie nim.
Udało się także sterować funkcją falową, zgodnie z układem pól elektrycznych. Co za tym idzie, można bardzo precyzyjnie wpływać na kierunki spinów cząstek elementarnych.
Splątanie spinów to kwestia, przede wszystkim, umiejscowienia elektronów w przestrzeni. Podobnie jak w przypadku dwóch atomów łączących się w cząsteczkę (molekułę, to co innego niż cząstka elementarna), funkcje falowe dwóch elektronów muszą rozkładać się na jednej płaszczyźnie, aby nam się ładniusio poplątały.
I na koniec...
Splątanie kwantowe - tego u nas nie było, może kiedyś będzie, może nie. To zależy od prędkości pisania, a raczej od tego, czy będzie nadświetlna czy podświetlna. Bo jeśli 'nad', wtedy muszę opisać również hipotetyczny tachion. Z tym to dopiero zabawa, na pewno przeczytalibyśmy nieco poprzednich materiałów 'Fizyki dla Laika, czyli...'. Wpiszcie w Wuja Dżi słowo 'tachion', to zakumacie bazę.
Funkcja falowa - tutaj już się wykazałem i opisałem, to i owo, na temat zadany. Mam nadzieję, że będzie równie apetyczny, jak poprzednie! <klik>
Aha, zapraszam na Patronite! To nie takie trudne założyć tam konto i wesprzeć klikanie w klawiaturę! :)
Oraz na Facebook fanpage; więcej nas, jest ciaśniej ale weselej! ^_^
Chaos
OdpowiedzUsuńAlbo bardzo wysoka entropia ;) dziękuję za krytyczny wpis, jednak na przyszłość - argumenty i rozwinięcie poproszę, żeby było z czym dyskutować 😉
OdpowiedzUsuń