Jigang Wang puede dividir sus objetivos de investigación en pocas palabras: "Descubrir y controlar estados cuánticos de la materia"
Pero, se necesitan párrafos, analogías, ilustraciones, búsquedas en Internet y una disposición para descifrar hablar sobre "descubrimiento de la fase cuántica sin equilibrio a través de enfriamiento ultrarrápido no térmico cerca de puntos críticos cuánticos" para entender esas ocho palabras.
Aunque es un rasguño de cabeza, el trabajo de Wang podría ser un gran problema para todos nosotros.
Aprovechar la física cuántica, las partículas y la energía a escalas atómicas, podría conducir a mejores tecnologías de computación, detección, comunicación y almacenamiento de datos. Pero los primeros investigadores como Wang, profesor de física y astronomía en la Universidad Estatal de Iowa yun físico del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU., necesita proporcionar más respuestas sobre el mundo cuántico.
En el caso de Wang, muchas de esas respuestas provienen de la espectroscopía de terahercios cuánticos que puede visualizar y dirigir electrones.
Una subvención de $ 465,000 por tres años de la Oficina de Investigación del Ejército de EE. UU. Ha respaldado los estudios de espectroscopía de Wang y su grupo de investigación.
Wang y su equipo han anunciado tres descubrimientos basados en esos estudios :
El primero, reportado en Materiales de la naturaleza , describe cómo los pulsos ultrarrápidos de fotones destellos láser a billones de ciclos por segundo pueden encender un estado de materia oculto por la superconductividad, el flujo de electricidad sin resistencia, generalmente a temperaturas muy frías. El descubrimiento demuestra unnueva perilla de sintonización, llamada "enfriamiento cuántico" por los físicos, para el descubrimiento de materiales sin equilibrio, como el encendido de estados exóticos y ocultos sin cambio de temperatura.
El segundo, reportado en Cartas de revisión física , describe cómo la instrumentación de terahercios puede rastrear emparejamientos de electrones en materiales, revelando un nuevo estado de la materia de larga duración inducido por la luz.
Y el tercero, reportado en Fotónica de la naturaleza , describe cómo los destellos de luz ultrarrápidos con los que trabajan Wang y sus colaboradores pueden usarse como una perilla para controlar y acelerar las supercorrientes. Los destellos rompen la simetría de equilibrio, desencadenando oscilaciones cuánticas prohibidas que no pueden lograrse por ningún medio conocido.
Wang tiene varios colaboradores que han contribuido a los descubrimientos: el grupo Ilias E. Perakis de la Universidad de Alabama en Birmingham contribuyó con simulaciones teóricas; el grupo Chang-Beom Eom de la Universidad de Wisconsin-Madison y el grupo Paul Canfield de IowaEl estado contribuyó con materiales superconductores de alta calidad y sus caracterizaciones.
potencial de alta velocidad
La Oficina de Investigación del Ejército ve potencial en tecnologías cuánticas :
"El trabajo del Dr. Wang está revelando una nueva física y cómo podemos usar la luz para invocar nuevas propiedades que de otro modo no estarían disponibles", dijo Marc Ulrich, jefe de la división de física en la Oficina de Investigación del Ejército, un elemento del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de EE. UU.Laboratorio de Investigación del Ejército. "Las fases inducidas por la luz pueden permitir tecnologías como la computación óptica, sensores novedosos o formas imprevistas de controlar la luz o los electrones".
La investigación en el laboratorio de Wang es en su mayoría territorio inexplorado en física de la materia condensada y ciencia de los materiales, dijo Wang. Y, por lo tanto, hay más trabajo por delante para derribar las barreras del conocimiento para ayudar a impulsar el desarrollo de tecnologías cuánticas y sus capacidades de comunicación de alta velocidad.
"Nos gustaría utilizar estas herramientas, estos destellos rápidos y altas frecuencias, para sondear escalas más pequeñas, de 1 a 10 nanómetros de 1 a 10 billonésimas de metro", dijo Wang. "Tambiénles gusta desarrollar controles utilizando la luz de terahercios para la comunidad de computación cuántica "
¿Y cómo comenzó todo esto en el laboratorio de Wang? ¿De dónde surgieron estas ideas sobre el descubrimiento y el control cuántico?
"Siempre me ha fascinado el descubrimiento de nuevos estados de la materia mediante el desarrollo de nuevas herramientas, especialmente aquellos estados que son difíciles o incluso a los que no se puede acceder por medios convencionales", dijo Wang.
Eso significa un cambio mínimo de temperaturas, presiones, composiciones químicas o campos magnéticos para llegar a estos nuevos estados de materia que típicamente son inestables en equilibrio y a menudo están ocultos por métodos de medición convencionales pero que se han estabilizado en sus experimentos, dijo Wang.
Tampoco se enfoca en descubrimientos accidentales que a veces suceden simplemente probando algo en el laboratorio. Wang quiere desarrollar y aplicar herramientas de laboratorio precisas y poderosas de una manera controlada y racional para encontrar estos nuevos estados de materia ocultos dentro de superconductores y otros complejosmateriales
Al hacer eso, dijo que está aprendiendo estos intensos destellos de terahercios producidos por sus instrumentos de laboratorio realmente pueden ser una perilla de control para encontrar, estabilizar, sondear y potencialmente controlar estos estados exóticos y sus propiedades únicas.
"Hemos establecido un nuevo enfoque", dijo, "para acceder y controlar potencialmente estados exóticos de la materia"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Iowa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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