 |
| (Camenzind et al., PRL, 2019) |
على حد علمنا ، ليس للإلكترونات في الواقع "شكل" في حد ذاته - بل هي إما جزيئات نقطية أو تتصرف مثل الموجة ، والتي تغير شكلها اعتمادًا على طاقتها. الآن ، ولأول مرة ، كشف علماء الفيزياء عن رسم خرائط لإلكترون واحد في ذرة اصطناعية.
تتضمن هذه التقنية استخدام النقاط الكمومية ، بلورات أشباه الموصلات الصغيرة على مقاييس النانومتر. ربما تكون قد سمعت عن تقنية عرض النقاط الكمومية ، مثل أجهزة تلفزيون QLED ، ولكنها مفيدة لأكثر من مشاهدة Avengers بدقة عالية.
ويشار إليها أيضًا بأنها ذرات اصطناعية لأنها تستطيع بشكل أساسي احتجاز الإلكترونات وحصر حركتها في ثلاثة أبعاد ، مع الاحتفاظ بها في مكانها مع الحقول الكهربائية. تتصرف هذه الإلكترونات المحاصرة مثل الإلكترونات المرتبطة بذرة ، وتظل في أماكن محددة.
باستخدام الطيف ، تمكن الباحثون من تحديد مستويات الطاقة في نقطة الكم ، ومراقبة كيف يتصرفون في مجالات مغناطيسية متفاوتة القوة والاتجاه.
وهذا بدوره سمح للفريق بحساب شكل وظيفة موجة الإلكترون داخل النقطة الكمومية ، وصولاً إلى المقاييس الأصغر من مقياس النانومتر.
وقال الفيزيائي دانييل لوس من جامعة بازل:"ببساطة ، يمكننا استخدام هذه الطريقة لإظهار شكل الإلكترون للمرة الأولى" .
لكن هذا لم يكن كل ما فعلوه. عن طريق ضبط المجال الكهربائي ، تمكنوا من تغيير شكل حركة الإلكترون ، والتحكم في دورانها بطريقة مستهدفة ودقيقة للغاية.
هذا له آثار هائلة على البحوث والتكنولوجيا في المستقبل. يمكن أن تلعب دورًا في أبحاث التشابك الكمومي ، نظرًا لأن التشابك الناجح يتطلب أن تكون الموجات في إلكترونين موجَّهة على نفس المستوى. أن تكون قادر على التحكم في شكل وظيفة موجة الإلكترون يمكن أن يكون مفيدا إلى حد كبير.
بالنسبة للتكنولوجيا ، فإن معدل الدوران للإلكترون هو المرشح للاستخدام كـ كيوبت ، أصغر وحدة من المعلومات في الكمبيوتر الكمومي ، ولكن فقط إذا كان يمكن التحكم في الدوران.
نظرًا لأن هذا الدوران يعتمد جزئيًا على هندسة الإلكترون ، فهذه إحدى الطرق المحتملة لتحقيق هذا التحكم.
