مجله علمی پرتو

🔹 دانشمندان برای اولین بار شواهدی از الکترون شکافته(فرمیون مایورانا) یافتند، ذره‌ای که هم ماده است هم پادماده!
🆔 @partoomagazine
🔹الکترون‌ها که در واقع ذراتی بنیادی و غیرقابل تقسم تصور می‌شوند، ممکن است تحت تاثیر نوعی تداخل کوانتومی، به دو نیم تقسیم شوند.
مدارهای نانوالکترونیکی که توسط قواعد مکانیک کوانتومی کنترل می‌شوند به الکترون‌ها اجازه می‌دهند تا در مسیرهایی خاص با خود تداخل کرده و اثراتی از ذراتی که به فرمیون‌های مایورانا معروف هستند را شکل دهند.
🔹این الکترون‌های شکافته می‌توانند در پیشبرد محاسبات کوانتومی بسیار مفید باشند.
پیشرفت‌ها در علم الکترونیک به جایی رسیده که می‌توان تمام اجزای مدار را در مقیاس نانو پیکربندی کرد، شرایطی که در آن می‌توان تاثیر حرکت یک به یک الکترون‌ها را مشاهده کرد و حتی ترانزیستورهایی با یک الکترون ساخت.
🔹در این وضعیت حرکت الکترون در مداری برای انتخاب دو مسیر، چیزی شبیه نتایج آزمایش دوشکاف را رقم می‌زند با این تفاوت که تداخل‌ و تدافع بین الکترون‌هایی بسیار نزدیک به هم در یک مدار نانوالکترونیکی می‌تواند منجر به ایجاد اثراتی از چیزی شبیه به الکترون‌های تقسیم‌شده، گردد.
فرمیون‌های مایورانا اولین بار سال ۱۹۳۷ پیش‌بینی شدند و تاکنون نشانه‌ی قابل‌توجهی از وجود آن‌ها بدست نیامده بود.
🆔 @partoomagazine
منبع برای مطالعه بیشتر:
https://scitechdaily.com/scientists-create-split-electrons-unlocking-the-future-of-quantum-computing/

🔹در یک کشف جدید و شگفت‌انگیز ، دانشمندان دسته‌ای جدید و شگفت‌انگیز از ذرات کوانتومی را کشف کرده‌اند، این ذرات که به آن‌ها اکسایتون‌های کسری گفته می‌شود هم ویژگی‌های فرمیون‌ها را دارند هم بوزون‌ها!
یعنی ذراتی که هم‌زمان هم شبیه به الکترون هستند هم شبیه به فوتون(نور)!
🆔 @partoomagazine
🔹این یافته‌ی پیشگامانه می‌تواند راه را برای شناخت و توسعه‌ی فرم‌های جدیدی از ماده را فراهم کند که می‌توانند در محاسبات کوانتومی هم مفید باشند.
این کشف همچنین درک ما از قلمرو کوانتومی را گسترش داده و با تغییراتی همراه می‌کند که نیازمند تعریف آماری جدید از ذرات کوانتومی است.
🔹دانشمند این دسته جدید را حین بررسی یک اثری کوانتومی، معروف به اثر کوانتومی هال کشف‌ کرده‌اند.
این اثر در دماهای بسیار پایین حین اعمال میدان مغناطیسی بسیار قدرتمند در یک فضای دو بُعدی خاص شکل می‌گیرد.
🔹در این شرایط طی ایجاد یک زنجیره متوالی از الکترون‌ها با حفره‌هایی کوانتومی بینشان، اکسایتون‌های کسری شکل گرفته و جریان می‌یابند.
چنین ذراتی در دو دسته‌بندی کلی ذرات کوانتومی که تاکنون شناخته‌شده، قرار نمی‌گیرند چراکه کسری از رفتار فرمیون‌ها و بوزون‌ها را باهم دارند و این می‌تواند دریچه‌ای جدید در مقیاس کوانتومی  برای پژوهش‌های بیشتر باز کند‌.
🆔 @partoomagazine
منبع برای مطالعه بیشتر:
https://scitechdaily.com/new-quantum-particle-discovery-set-to-revolutionize-physics/

🔹دانشمندان روشی شبیه به خط میخی برای ثبت و ذخیره‌سازی داده‌ها ابداع کرده‌اند که ادعا می‌کنند تا ۴ برابر از روش باینری بهتر است!
🆔 @partoomagazine
🔹درحالی که خط میخی مبتنی بر فرورفتگی‌های ایجاد شده در لوح‌های گِلی با قلم نی بوده است، یک سیستم جدید، داده‌ها را از طریق فرورفتگی‌های نانومقیاسِ ساخته‌شده در پلیمری با فناوری پیشرفته توسط یک نازل با نوک ریزِ نصب‌شده بر روی میکروسکوپ اتمی، ذخیره می‌کند.
دانشمندان یک سامانه ذخیره‌سازی داده‌ها را توسعه داده‌اند که مانند نوشتن به خط میخی، روی استروئیدهاست و می‌تواند اطلاعات بیشتری را نسبت به یک هارد دیسک معمولی ذخیره کند.
🔹این فناوری جدید آزمایشی توسط ابیگیل مان و همکارانش در دانشگاه فلیندرز استرالیا ابداع شده است.
این سیستم به جای یک صفحه گِلی، از یک نوار پلیمری ارزان‌قیمت متشکل از گوگرد و یک ترکیب شیمیایی به نام دی‌سیکلوپنتادین استفاده می‌کند.
داده‌ها بر روی آن نوار پلیمری به شکل یک مجموعه از تورفتگی‌ها در مقیاس نانو ذخیره می‌شوند. این تورفتگی‌های کوچک به جای قلم نی با استفاده از یک نازل با نوک ریز نصب شده بر روی میکروسکوپ اتمی ایجاد و خوانده می‌شوند.
🔹 پلیمری که در این روش از آن برای ذخیره‌سازی داده‌ها استفاده می‌شود، به اندازه کافی حساس است که بتوان عمق هر تورفتگی را دقیقاً تغییر داد، در نتیجه، به جای اینکه داده‌ها از طریق کد باینری دو حالته ذخیره شوند، می‌توان آنها را از طریق یک کد سه تایی سه حالته ذخیره کرد که در آن عدم وجود تورفتگی معادل ۰ است، یک تورفتگی با عمق ۰.۳ تا ۱.۰ نانومتر معادل ۱ است و یک تورفتگی با عمق ۱.۵ تا ۲.۵ نانومتر معادل ۲ است.
این قابلیت، چگالی داده‌های این سیستم را چهار برابر نسبت به کدگذاری باینری افزایش می‌دهد.
🔹علاوه بر این، فرورفتگی‌ها دست‌نخورده و قابل خواندن باقی می‌مانند تا زمانی که پلیمر تنها به مدت ۱۰ ثانیه تا دمای ۱۴۰ درجه سانتیگراد گرم شود و در نتیجه پاک شود. سپس می‌توان نوار را با داده‌های جدید بازنویسی کرد.
🆔 @partoomagazine
منبع برای مطالعه بیشتر:
https://newatlas.com/good-thinking/indent-data-storage/

🔹در یک ابداع جنجالی، دانشمندان چینی نمونه‌ای اولیه از یک موتوری کوانتومی ساخته‌اند که سوخت آن با درهم‌تنیدگی کوانتومی تامین می‌شود!
🆔 @partoomagazine
🔹دانشمندان چینی با بهره از قدرت درهم‌تنیدگی کوانتومی برای تامین سوخت موتور کوانتومی به نقطه‌ی عطفی دست یافته‌اند که به طور بالقوه می‌تواند انقلابی در بهره‌وری انرژی ایجاد کرده و برای تامین انرژی فناوری‌های کوانتومی آینده، مورد استفاده باشد.
این پیشرفت پتانسیل موتورهای کوانتومی را برای استفاده از حالت‌های درهم‌تنیده خود به عنوان منبع سوخت نشان می‌دهد.
🔹البته این اولین تحقیقی است که نشان می‌دهد درهم‌تنیدگی می‌تواند به عنوان نوعی سوخت هم عمل کند که راندمان موتورهای کوانتومی را افزایش می‌دهد.
یک موتور کوانتومی در واقع از لیزر برای جابه‌جایی ذرات بین حالت‌های کوانتومی استفاده کرده و نور را به انرژی جنبشی تبدیل میکند.
جالب‌تر اینکه موتورهای کوانتومی می‌توانند از محدودیت‌های ترمودینامیکی کلاسیک فراتر رفته و به راندمان بیش از ۲۵ درصد انرژی تولیدی برسند.
🔹تیم محقق در این پژوهش از یون‌های فوق سرد کلسیومِ محصور در یک تله یونی به عنوان سوخت موتور، استفاده کردند که انرژی لیزر را به انرژی ارتعاشی یون‌ها تبدیل می‌کند.
سپس حالت درهم‌تنیده برای انتقال انرژی بین این یون‌های درحال چرخش، به عنوان خروجی سوخت، موردنظر قرار گرفت.
در ادامه نیز مشخص شده که افزایش سطح درهم‌تنیدگی یون‌ها با افزایش بازده انرژی همراه است.
🆔 @partoomagazine
منبع برای مطالعه بیشتر:
https://interestingengineering.com/energy/entanglement-fuel-for-quantum-engines

♾️ ریاضی‌دانان دو بینهایت جدید کشف کرده‌اند که به نظر می‌رسد با ریاضیات پایه در تضاد هستند!
🆔 @partoomagazine
🔹حدود یک قرن است که مفهوم بینهایت در ریاضیات پس از تلاش‌های کانتور اثبات شده و ریاضی‌دانان با نتایج عجیب این مفهوم درگیر هستند، از جمله اینکه بینهایت با اینکه نامحدود است اما از نظر فنی، بینهایت‌های متعددی وجود دارد که از نظر اندازه باهم متفاوت هستند.
حال ریاضی‌دانانی از دانشگاه وین و بارسلون دو نوع بینهایت جدید موسوم به exacting and ultra-exacting‌ کشف کرده‌اند که گویی ویژگی‌های غیرمعمول آن‌ها از روال استاندارد مجموعه‌های بینهایت پیروی نمی‌کند.
🔹طبق اصل انتخاب در ریاضی،می‌توان با انتخاب اعدادی از یک مجموعه، مجموعه عددی جدیدی بسازید و این باعث می‌شود سه دسته، بینهایت‌های پایبند به این اصل داشته باشیم: بینهایت‌های نظریه مجموعه‌ها(مجموعه اعداد طبیعی، اعداد صحیح و ...) بینهایت‌هایی مربوط به نظریه آشوب فرابزرگ و بینهایت‌هایی بین این دو‌.
اما برخلاف انتظار ریاضی‌دانان، دو بینهایت جدید که باید در منطقه میانی می‌بودند، آنجا جای نمی‌گیرند.
🔹 چون این دو بینهایت، چنان بزرگ و‌ خودمتشابه هستند که شامل کپی‌هایی از خود هم می‌شوند، مثل خانه‌ای بزرگ که شامل کپی‌هایی مشابه از خود، درون خانه است.
از این رو مشخص نیست که این دو بینهایت بین بینهایت‌های قبلی قرار می‌گیرند یا یک ناحیه چهارم جدید را شکل می‌دهند که با روال ارث‌بری ترتیبی در تضاد است‌، هرچند هنوز بحث و مناظره سر این دو‌ بینهایت در جامعه ریاضی جریان دارد و وضعیت آن‌ها مشخص نشده.
🆔 @partoomagazine
منبع برای مطالعه بیشتر:
https://www.popularmechanics.com/science/math/a63121596/exacting-cardinal-infinities/