Дефектный алмаз превратили в источник отдельных фотонов

В рамках работы рассматривались особые дефекты, именуемые NV-центрами, или *азотно-замещенными вакансиями в алмазе. Это класс так называемых **точечных дефектов, состоящих из связанных (в квантовом смысле) дырки на месте одного из атомов углерода и атома азота.

Он довольно популярен у ученых – в конце ноября 2011 года, например, с помощью такого NV-центра было предложено изучать магнитные поля отдельных атомов.

Алмазы с такими дефектами помещали на двухслойную подложку, состоящую из слоя чистого алмаза и слоя легированного бором и фосфором алмаза. К подложке были подведены электроды. Когда на них подавался электрический ток, на поверхности подложки наблюдались точечные источники света ровно в тех местах, где располагались дефектные алмазы.

Проанализировав динамику электролюминесценции (в том числе и с помощью компьютерного моделирования), ученые пришли к выводу, что она возникает непосредственно в NV-центре. Физики говорят, что благодаря этому такие источники света могут быть уменьшены. К еще одним плюсам таких источников относится то, что они работают при комнатной температуре в отличие от других источников, которые обычно требуют охлаждения до почти абсолютного нуля.

Источники отдельных фотонов могут пригодиться при создании квантовых компьютеров. Недавно, например, физики создали универсальный канал для работы таких вычислительных машин. Этот канал представляет собой оптический кабель, с расположенными на концах ловушками с атомами рубидия внутри.

Для передачи квантовых сообщений в такой системе используются отдельные фотоны, которые запускают внутрь оптической ловушки.

Химики предложили молекулярный двигатель Ванкеля

Схемы работы нового двигателя. Иллюстрация авторов исследования.

Американские химики предложили схему молекулярного двигателя Ванкеля. Статья ученых пока не принята к публикации, однако ее препринт доступен на сайте arXiv.org.

Двигатель представляет собой кластер (то есть скопление взаимосвязанных молекул), состоящий из 13 молекул бора (также в работе рассматривался кластер из 19 молекул). Сам кластер плоский, в его центре располагается три молекулы в вершинах треугольника, а остальные десять расположены «ободом» по краю.

Ученым было известно, что треугольник и граница могут вращаться относительно друг друга. В рамках новой работы ученые, используя численное моделирование, установили, что

управлять этим движением можно с помощью особым образом поляризованного света.

Следующим шагом должна стать практическая проверка расчетов исследователей в лаборатории.

По словам ученых, новый двигатель (пока только в теории) обладает рядом преимуществ по сравнению с аналогами. Так, например, свет, которым двигатель предлагается облучать, не меняет квантового состояния системы, то есть двигатель не требует перехода каких-либо ее частей в возбужденное состояние.

Также для работы двигателя не нужны химические реакции и электрический ток, при использовании которых обычно выделяется большое (по меркам системы) количество тепла, оказывающего критическое действие на систему.

Благодаря этому удается получить крайне стабильный двигатель.

Ученые назвали свой двигатель молекулярным двигателем Ванкеля исключительно по аналогии с внешним видом обоих устройств. Настоящий двигатель Ванкеля (известный также как роторно-поршневой двигатель) был разработан в компании NSU в 1957 году. В этом устройстве используется трехгранный двигатель, сечение которого представляет собой треугольник Рело.

Источник(и):

1. lenta.ru