представлены на конференции Grid, Cloud and High-Performance Computing in Science. Работа опубликована в журнале Physical Review E....

" /> Холодные атомы и ионы позволяют моделировать сложные квантовые процессы Версия для слабовидящих
Холодные атомы и ионы позволяют моделировать сложные квантовые процессы Печать Email
Новости об инновациях
13.11.2017

Группа исследователей из России, Германии и Ирана разрабатывает вычислительные методы для создания теории, описывающей поведение холодных атомов и ионов в оптических и электромагнитных ловушках. С их помощью можно моделировать полностью контролируемые квантовые системы сложных процессов — от физики твердого тела до физики высоких энергий. Обсуждаются проекты по конструированию элементов квантового компьютера и сверхточных атомных часов на основе ультрахолодных атомов и ионов, «плененных» в ловушках. Результаты последних исследований группы были представлены на конференции Grid, Cloud and High-Performance Computing in Science. Работа опубликована в журнале Physical Review E.

При сверхнизких температурах порядка нескольких нанокельвин атомы двигаются с очень малой скоростью, что позволяет проводить с их помощью высокоточные опыты. Для интерпретации и планирования экспериментов, однако, требуются сложные теоретические расчеты. Квантовый газ при сверхнизких температурах удерживается в оптической ловушке, формируемой лазерами. Разработанная экспериментальная техника дает возможность контролировать и управлять параметрами такой квантовой системы: числом частиц, их спиновым составом, температурой и, что очень существенно, эффективным взаимодействием между атомами. Впрочем, то обстоятельство, что в таких системах атомы взаимодействуют не только друг с другом, но еще и с ловушкой, существенно усложняет возможность количественно описать происходящие процессы.

«Ловушка вносит свои сложности в задачу. В свободном пространстве нет выделенных направлений. Это обстоятельство позволяет свести шестимерную квантовую задачу о столкновении двух атомов к одномерной. Это ключевая задача квантовой механики, описанная в учебниках. В атомной ловушке появляется выделенное направление, симметрия здесь нарушается, что делает невозможным сведение задачи к одномерию. В специальных случаях задачу можно свести к двумерному уравнению Шредингера, но в большинстве интересных случаев возникает необходимость интегрирования уравнения Шредингера большей размерности. Для решения этого класса задач нужно разрабатывать специальные вычислительные методы и использовать мощные компьютеры. В этом направлении нам удалось существенно продвинуться», — рассказал автор доклада, доктор физико-математических наук из РУДН Владимир Мележик.

Изменяя параметры ловушки, можно управлять интенсивностью эффективных межатомных взаимодействий — от сверхсильного притяжения до сверхсильного отталкивания атомов. Это обстоятельство позволяет моделировать различные критические квантовые явления с помощью атомов в ловушках.

«Одно из направлений нашей работы — численное исследование ультрахолодных квантовых систем с помощью гибридных атомно-ионных ловушек, открывающих новые возможности для моделирования некоторых актуальных процессов физики твердого тела, элементов квантового компьютера и исследований в области прецизионной физики», — заключил ученый.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2017/kholodnye-atomy-iony-pozvolyayut-modelirovat-slozhnye-kvantovye-protsessy

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта