لحظاتی از دنیای کوانتومی – ScienceDaily

[ad_1]

تناوب بین حالت های منفرد و سه گانه جفت های الکترون در حالت های بار تقسیم شده نقش مهمی در طبیعت دارد. پیشنهاد شده است که حتی قطب نما پرندگان مهاجر را می توان با تأثیر میدان ژئومغناطیسی بر تعامل مغناطیسی بین این دو حالت چرخشی توضیح داد. تا کنون، این فرآیند کوانتومی را نمی‌توان مستقیماً به صورت نوری ردیابی کرد و تنها می‌توان آن را به صورت کلی در محصول نهایی ارزیابی کرد. در شماره جاری مجله علوم پایههمکاری تحقیقاتی با پروفسور اولریش اشتاینر از دانشگاه کنستانز و محققان دانشگاه‌های وورزبورگ و نووسیبیرسک (RUS) تکنیک پمپ-فشار-پالس را ارائه می‌کند که برای اولین بار امکان تعیین نوری سیر نسبت تک به سه قلو را فراهم می‌کند. این راه های جدیدی را باز می کند، به عنوان مثال در زمینه سلول های خورشیدی آلی، اما همچنین برای کیوبیت ها در رایانه های کوانتومی.

معمولاً الکترون‌های یک مولکول، جفت‌هایی از مدارهای کوانتومی مجاز را اشغال می‌کنند. خاصیت تکانه زاویه ای ذاتی الکترون ها، اسپین آنها، در اینجا ضروری است. بر اساس اصل حذف پائولی از مکانیک کوانتومی، دو الکترون تنها در صورتی می توانند در یک مدار حرکت کنند که چرخش آنها ضد موازی باشد. اگر یک الکترون در جهت عقربه های ساعت بچرخد، دیگری باید در خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخد. در حالت مولکولی زمین، همه چرخش های الکترون معمولاً جفت هستند. از طریق برانگیختگی نور، یک الکترون از صورت فلکی جفتی جدا می شود و به سطح انرژی بالاتری می رسد، جایی که فقط یک مدار آزاد را اشغال می کند. از اینجا، سپس می تواند به مدار آزاد در یک مولکول همسایه مناسب بپرد. نتیجه انتقال الکترونیکی ناشی از نور است. دو الکترون جدا شده اکنون می توانند تنظیمات چرخش خود را به طور مستقل از یکدیگر با برهمکنش مغناطیسی با محیط مربوطه خود تغییر دهند، زیرا آنها دیگر توسط اصل پائولی محدود نمی شوند.

دو الکترون منفرد یک جفت رادیکال را تشکیل می دهند

چنین جداسازی بار توسط انتقال الکترون القا شده توسط نور نیز به عنوان مثال در فتوسنتز انجام می شود. انرژی الکترون منتقل شده در این مرحله فقط اندکی کاهش می یابد، به طوری که بیشتر انرژی الکترونی که در ابتدا توسط تحریک نور جذب می شود، همچنان حفظ می شود. بنابراین، این انرژی تحریک اولیه به شکل شیمیایی ذخیره می شود. در شیمی، حالت تقسیم بار با دو الکترون منفرد به عنوان یک جفت رادیکال نیز شناخته می شود. اگر اسپین های دو الکترون جدا شده به صورت موازی هم تراز باشند، از حالت سه گانه صحبت می کنیم. اگر تراز آنها ضد موازی باشد، آن را حالت تکی جفت رادیکال می نامیم. با توجه به تکامل فردی آزاد دو چرخش، حالت اسپین جفت رادیکال بین حالت های تک و سه گانه متناوب می شود. از آنجایی که از نظر انرژی تفاوت چندانی بین این مراکز چرخش وجود ندارد، تاکنون به طور مستقیم از نظر نوری قابل تشخیص نبوده اند.

تثبیت انرژی جفت رادیکال را می توان با پرش الکترون رادیکال از مولکول گیرنده به مولکول دهنده به دست آورد، که در آن حالت منفرد اولیه بازیابی می شود و انرژی به شکل گرما آزاد می شود. با این حال، برای اینکه بتوان دوباره با شریک الکترونی اصلی جفت شد، اسپین آن باید برخلاف اسپین دومی باقی بماند، که لزوماً اینطور نیست، زیرا ممکن است در این فاصله جهت گیری مجدد اسپین اتفاق افتاده باشد. اگر تراز فعلی آن متفاوت باشد، نمی تواند به مدار اولیه خود بازگردد، اما می تواند با حرکت به مدار پایین تر دیگری که هنوز آزاد است، انرژی آزاد کند. این منجر به یک محصول سه گانه می شود که می تواند از نظر نوری از محصول تکی متمایز شود.

جفت رادیکال به عنوان یک مدل کیوبیت و حسگر میدان مغناطیسی پرندگان مهاجر

مرحله ای که در آن زوج های رادیکال بین حالت های مجرد و سه قلو در نوسان هستند، از بسیاری جهات مورد توجه خاص است. از آنجایی که این یک حرکت منسجم است که توسط مکانیک کوانتومی کنترل می شود، در اصل می توان آن را به عنوان مثال، توسط یک میدان مغناطیسی خارجی کنترل کرد. از چنین حرکاتی برای مثال در فیزیک تحقق کامپیوترهای کوانتومی استفاده می شود. “جفت رادیکال ما می تواند به عنوان یک مدل برای کیوبیت ها عمل کند، زیرا آنها به عنوان عناصر در رایانه های کوانتومی وجود دارند، یا برای درک عملکرد جفت های رادیکال در مدل فوق الذکر از قطب نمای بیولوژیکی پرندگان مهاجر. به این دلایل، جالب است که بدانید. اولریش اشتاینر که زمینه های تحقیقاتی اش فتوکینتیک و شیمی اسپین است، می گوید که چرخش در حال حاضر چگونه در این فرآیند قرار دارد.

تکنیک پمپ – فشار – پالس برای خواندن نسبت تک به سه گانه

با تکنیک “پمپ – فشار – پالس “، همکاری پژوهشی رویه‌ای را ایجاد کرده است که برای اولین بار امکان در نظر گرفتن نسبت تک / سه‌گانه در مقاطع زمانی خاص را فراهم می‌کند. ابتدا، انتقال الکترون ها از دهنده به مولکول گیرنده توسط یک پالس لیزر از یک پمپ آغاز می شود. این منجر به یک حالت شارژ تقسیم شده با چرخش تکی می شود. چرخش های غیر مرتبط الکترون ها اکنون می توانند ایجاد شوند. پس از مدت زمان مشخص، پالس لیزر دوم دنبال می شود. این پالس لیزر تقویتی به نوبه خود یک الکترون را از گیرنده به اهداکننده منتقل می‌کند، با پالس لیزر دوم سیستم را مجبور می‌کند که فوراً بین تشکیل یک محصول سه‌گانه یا منفرد تصمیم بگیرد، که برای آن جفت رادیکال معمولاً چندین دوره نوسان اسپین طول می‌کشد. اولریش اشتاینر می گوید که همراه با همتای روسی خود تفسیر آزمایش ها را از طریق محاسبات مدل بر اساس نظریه کوانتومی تایید کردند. به این ترتیب می‌توان از وضعیت چرخش جفت رادیکال در زمان‌های مختلف عکس‌های فوری گرفت.

منبع تاریخ:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه کنستانز. توجه: محتوا را می توان برای سبک و طول ویرایش کرد.

[ad_2]

https://20khababr.ir
https://afkharebartar.ir
https://akhabarebartar.ir
https://andnews.ir
https://avatefepak.ir
https://baranmajale.ir
https://behtaringam.ir
https://daltek.ir
https://elmitarin.ir
https://fardayeashena.ir
https://forbos.ir
https://foxirani.ir
https://gisoon.ir
https://hodhodirani.ir
https://iranisard.ir
https://kahkashani.ir
https://lasttimes.ir
https://lilaki.ir
https://livejame.ir
https://magirani.ir
https://majaleiranian.ir
https://mervina.ir
https://mineralnews.ir
https://modirezard.ir
https://momon.ir
https://moniseh.ir
https://nationaliran.ir
https://netcrafti.ir
https://news-single.ir
https://newsexpress.ir
https://newslife.ir
https://newsspot.ir
https://newsteen.ir
https://nikmag.ir
https://officemag.ir
https://okaziyon.ir
https://one-news.ir
https://pandamag.ir
https://parsroids.ir
https://patris-fun.ir
https://senatornews.ir
https://seratmag.ir
https://sibala.ir
https://sohanian.ir
https://sosokan.ir
https://tazekhabari.ir
https://technoirani.ir
https://timesirani.ir
https://yamorani.ir
https://yandexkhabari.ir
https://abdoosnews.ir
https://zehnenoandinsh.ir
https://abestanews.ir
https://abtinnews.ir
https://akhbarebartaaar.ir
https://akhbaremaaaa.ir
https://akhbareshomaaa.ir
https://akhshijnews.ir
https://atrinnews.ir
https://atroticnews.ir
https://atshnews.ir
https://bashariatemrooz.ir
https://dastesalamatt.ir
https://dostemansalam.ir
https://elementorsite.ir
https://emrooztafahom.ir
https://ensanedirooooooz.ir
https://etelaresankhabar.ir
https://examplenews.ir
https://fardaalefba.ir
https://gisooyekhabar.ir
https://halohekayatha.ir
https://hashtadonoh.ir
https://hekayatfardayeemaaa.ir
https://honarmandkhabar.ir
https://istgaheshomareyek.ir
https://ketabkhoooon.ir
https://kimyagaaaar.ir
https://markazeakhbar.ir
https://masternewss.ir
https://mohamadrezasite.ir
https://morvarideasia.ir
https://mramins.ir
https://naserinews.ir
https://nasermr.ir
https://newsamins.ir
https://newsatropat.ir
https://newscenterals.ir
https://newsmineral.ir
https://newsouls.ir
https://newspishgamannn.ir
https://newssalam.ir
https://newsshans.ir
https://newsworlds.ir
https://parinews.ir
https://patris-music.ir
https://poshtibannews.ir
https://powernewss.ir
https://recordejadid.ir
https://salamnewws.ir
https://23ncfst.ir/
https://amiran-carpet.ir/
https://armanenergytec.ir/
https://blogenews.ir/
https://blogkhoon.ir/
https://bvfars.ir/
https://charsounews.ir/
https://chsnews.ir/
https://dezfil.ir/
https://dmwebmaster.ir/
https://dota2news.ir/
https://erfanhd.ir/
https://etminan110.ir/
https://faratarazkhabar.ir/
https://farsgardi20.ir/
https://footynews.ir/
https://goto98.ir/
https://ilyarkhabar.ir/
https://ir2khabar.ir/
https://iranalmanac.ir/
https://irandaryafest.ir/
https://khabarehaft.ir/
https://khabarontime.ir/
https://lolsms.ir/
https://maadgig.ir/
https://masoudtb.ir/
https://mp3news.ir/
https://music-ha.ir/
https://nakhlestankhabar.ir/
https://newcharge.ir/
https://news-links.ir/
https://news180.ir/
https://pimn.ir/
https://prmf.ir/
https://pvnews.ir/
https://rejawnews.ir/
https://sahab-co.ir/
https://samanbarg.ir/
https://semanews.ir/
https://shirinonews.ir/
https://soheilesonghor.ir/
https://tacity.ir/
https://taktanews.ir/
https://tarabaranmag.ir/
https://telegram-persian.ir/
https://tfcenter.ir/
https://trika.ir/
https://velninews.ir/
https://vidnaz.ir/
https://wajnews.ir/
https://your-news.ir/
https://zangannews.ir/
https://2016downloadnew.ir/
https://paxsolomusic.ir/
https://daryamedia.ir/
https://andikakhabar.ir/
https://seo-pbn.ir/
https://ghezelwich.ir
https://panaztebtabriz.ir
https://shayna-net.ir
https://kanooneslamshahr.ir
https://raynuts.ir
https://honare2.ir
https://itsama.ir
https://flingpet.ir
https://foreverpro.ir
https://fraeesi.ir
https://gkhabar.ir
https://18amlak.ir
https://pooyesh-khabar.ir
https://matsef.ir
https://photo-land.ir
https://tabarestan118.ir
https://disachain.ir
https://chikaapp.ir
https://mahestan18.ir
https://radyaabkala.ir
https://c-civil.ir
https://saeeed.ir
https://copytops.ir
https://modirsearch.ir
https://shz1music.ir
https://m-khosravi.ir
https://iranhayashi.ir
https://iranian-dress.ir
https://gigblog.ir
https://basitcg.ir
https://mashhadhekmat.ir
https://rahetamin.ir
https://radolyamani.ir
https://bnemati.ir
https://face-wood.ir
https://tourvare.ir
https://centertasisat.ir
https://bidarirafsanjan.ir
https://namahaa.ir
https://30pp.ir
https://script-tabadol-link.ir
https://simayesarbedar.ir
https://pakdashtiha.ir
https://rentacars.ir
https://2019movies.ir
https://ekar24.ir
https://saber-ramezani.ir
https://teb-saharsina.ir