mboost-dp1

ILC/form one visual communication

Forskere observerer quasipartikel, der er dens egen antipartikel

- Via Arstechnica - , redigeret af Net_Srak

Leo Kouwenhoven har sammen med andre forskere fra universiteter i Holland produceret quasipartikler, der er deres egen antipartikel. Det vil sige, at hvis to af disse partikler kolliderer, vil de destruere hinanden. Disse partikler kaldes for Majoranafermioner og er elektrisk neutral. Disse egenskaber blev allerede forudsagt i 1930’erne, men er indtil videre ikke blevet observeret.

Det er dog forudsagt at disse quasipartikler ville kunne observeres i topologiske superledere, hvor kernen i superlederen har nul modstand, mens ydersiden af superlederen opfører sig som et normalt kabel. Kouwenhoven skabte sammen med sine kollegaer en topologisk superleder, ved at lægge en indium-antimon (InSb) nanowire mellem en guldelektrode og en superleder (NbTiN).

Grunden til at partiklerne er quasipartikler og ikke bare “partikler” skyldes, at der ikke er observeret en decideret partikel som opfører sig som en Majorana. Kouwenhoven og hans kollegaer observerede disse quasipartikler, da interaktionen mellem elektronerne og atomerne i nanowiren opførte sig som partikler.

Det er foreslået at disse resultater kan bidrage til en kvantecomputer, da nanowiren med quasipartiklerne udgør en qubit. Desuden vil det også være første gang nogensinde, at der er blevet observeret Majoranafermioner i et fysisk system.





Gå til bund
Gravatar #1 - MichaelB
29. apr. 2012 06:10
Det der slår mig ved denne her er artikel er at de har skabt en (super)leder uden modstand. Sidst jeg læste om dette emne var det noget med mange mange frost grader for at opnå hvad der var næsten nul ohm.
Gravatar #2 - terracide
29. apr. 2012 06:28
#1:
Det er længe siden vi kun kunne superlede ved 0 Kelvin...
Gravatar #3 - xenocrates
29. apr. 2012 06:55
#2 Mig bekendt er der ingen, der har kunnet køle ned til 0 K endnu. Meget tæt på, jo, 0 K ligger vist langt ude i fremtiden. Derudover findes der mange superledere, som fungerer ved temperaturer på helt op til 140 K, hvor de oprindelige skulle køles ned til <1 K--10 K.
Gravatar #4 - the_dwarf4
29. apr. 2012 08:06
#3 Som en konsekvens af bl.a. Heisenbergs usikkerhedsprincip kan vi aldrig køle ned til eksakt 0 K, men i dag kan vi køle så langt som til mikrokelvin.

#0 Det er dog en meget spændende nyhed synes jeg. Aldrig før hørt om partikler der også er deres egen antipartikel - lyder umiddelbart ret ustabilt :-)
Gravatar #5 - sgt.borup
29. apr. 2012 08:51
#3 lige en hurtig snippet fra wiki:

http://en.wikipedia.org/Absolute_zero skrev:
Absolute zero is the theoretical temperature at which entropy reaches its minimum value. The laws of thermodynamics state that absolute zero cannot be reached using only thermodynamic means. A system at absolute zero still possesses quantum mechanical zero-point energy, the energy of its ground state. The kinetic energy of the ground state cannot be removed. However, in the classical interpretation it is zero and the thermal energy of matter vanishes.


anyway, jeg antager ikke at det bliver inden for den nærmeste fremtid at vi kan anvende disse quasipartikler til en kvantecomputer
Gravatar #6 - kasperd
29. apr. 2012 13:14
MichaelB (1) skrev:
for at opnå hvad der var næsten nul ohm.
Der er ikke tale om næsten nul ohm. Den elektriske modstand af en superleder er præcist nul ohm.

the_dwarf4 (4) skrev:
deres egen antipartikel - lyder umiddelbart ret ustabilt
Det var også min første tanke. Man kan ikke have ret store koncentrationer af den slags partikler da de jo forsvinder så snart to af dem kommer for tæt på hinanden.
Gravatar #7 - Virtual-Aidz
29. apr. 2012 16:55
Spørger lige dumt og offtopic: Er det muligt at have under 0 ohm? Eller giver det på ingen måder mening? :P (bare ren nysgerrighed)
Gravatar #8 - terracide
29. apr. 2012 16:57
Virtual-Aidz (7) skrev:
Spørger lige dumt og offtopic: Er det muligt at have under 0 ohm? Eller giver det på ingen måder mening? :P (bare ren nysgerrighed)


Kan du have mindre modstand end intet?
It's really simple.
Gravatar #9 - IRGhost
29. apr. 2012 20:13
P=Watt
U=Volt
R=Modstand
I=Ampere

R=U/I=P/I²=U²/P

Hvilket i simple ord betyder at der altid vil være modstand så længe U eller I er over 0
Gravatar #10 - sgt.borup
29. apr. 2012 20:36
#7 ved specielle transistor kredsløb kan man lave en opkobling som opfører sig som negativ modstand så det kan godt lade sig gøre men giver ikke nogen fordel pga. impedans tilpasning, støj osv.
Gravatar #11 - sgt.borup
29. apr. 2012 20:41
#9 hvis man begynder at gå i dybden med det, så ved tilnærmelsesvis infinitesemal små tidsstørrelse virker ohms faktisk ikke længere og derfor virker kirchoff's strøm og spændingslove heller ikke :-) men i praksis er det ikke værd at tage højde for.
Gravatar #12 - kasperd
29. apr. 2012 22:31
Virtual-Aidz (7) skrev:
Spørger lige dumt og offtopic: Er det muligt at have under 0 ohm?
Jeg vil ikke kalde det for et dumt spørgsmål. Svaret på spørgsmålet må være at det kan ikke lade sig gøre, da det ville være i modstrid med termodynamikkens love.

Hvis der fandtes en negativ ohmsk modstand, så kunne man sætte den i et kredsløb sammen med en konventionel ohmsk modstand og en lille strømkilde. Ved at tilpasse størrelsen af de to modstande kan den samlede modstand af kredsløbet bringes vilkårligt tæt på nul, det vil sige at en vilkårlig lille strømkilde kan drive en vilkårlig stor strømstyrke.

Et sådan kredsløb vil afsætte store mængder energi i form af varme i den konventionelle modstand. Den afsatte mængde energi ville være langt højere end den energi som strømkilden leverede.

Det der nødvendigvis måtte ske er at den negative modstand opfører sig modsat af en konventionel modstand og bliver koldere når der går strøm gennem den. Det vil sige at der er tale om en varmepumpe som opnår en effektivitet som er bedre end det bedst mulige ifølge termodynamikken.

I stedet for den konventionelle ohmske modstand kunne kredsløbet være udstyret med en eller anden eldreven maskine, og resultatet ville være en evighedsmaskine. Det ved vi godt ikke kan lade sig gøre.

Så enten er vores forståelse af naturlovene fundamentalt forkert, eller også er negativ ohmsk modstand en umulighed.

Hvis man forestillede sig en modstand der kun var negativ ved et lille interval af temperaturer ville situationen ikke være helt så åbenlyst umulig. Hvis den nedkøling af modstanden som vil følge af den negative modstand resulterer i at materialet bliver kølet ned under den temperatur hvor det har negativ modstand og modstanden derved bliver positiv igen, så vil der i stedet opstå en stabil ligevægt hvor temperaturen af materialet ikke kan ændre sig så længe der går strøm gennem. Materialet vil ramme præcist den temperatur hvor modstanden er nul. Det ville være en superleder, der kunne nedkøle sig selv. Det tror jeg heller ikke er fysisk muligt.

IRGhost (9) skrev:
Hvilket i simple ord betyder at der altid vil være modstand så længe U eller I er over 0
Spændingsdifferencen over en superleder er nul, så ligningerne holder stadigvæk. Uanset hvor stor strømstyrke der sendes igennem en superleder vil begge ender af superlederen have samme spændingspotentiale, og der afsættes ingen effekt i superlederen.
Gravatar #13 - HenrikH
30. apr. 2012 07:22
IRGhost (9) skrev:
P=Watt
U=Volt
R=Modstand
I=Ampere

R=U/I=P/I²=U²/P

Hvilket i simple ord betyder at der altid vil være modstand så længe U eller I er over 0

Der er tale om superledere, og derfor grænsetilfælde.
Da en superleder kan overføre tabsfrit, kan man teoretisk komme op og overføre uendelig strøm, ved en fastholdt spænding går modstanden imod nul, når strømmen går mod uendelig.

Så jo, superledere har teoretisk en modstand der i grænsetilfælde går mod nul, hvilke i simple udregninger gør at man skriver den lig nul.
Gravatar #14 - Dijkstra
30. apr. 2012 19:13
#13
Nej - en superleder har en modstand / resistans som er eksakt lig nul - og det betyder specielt at der i modsætning til i f.eks. en ledning ikke er nogen spændingsforskel over superlederen.

Så U = R * I, men her er det så 0 = 0 * I - og det er jo sådan set o.k.
Gå til top

Opret dig som bruger i dag

Det er gratis, og du binder dig ikke til noget.

Når du er oprettet som bruger, får du adgang til en lang række af sidens andre muligheder, såsom at udforme siden efter eget ønske og deltage i diskussionerne.

Opret Bruger Login