ملخصات الأبحاث

محاكاة كمية للجسيمات المتفاعلة في الفراغ المنحني

A.  Kollár et al

  • Published online:

برزت الخصائص الكهروديناميكية الكمية في الدوائر فائقة التوصيل بعد عقدين من التطور، كمنصة واعدة للحوسبة، والمحاكاة الكميتين، إذ تشكل شبيكات الرنانات متحدة المستوى المرشدة للموجات مواد اصطناعية تستخدمها فوتونات الموجات الميكروية، ويمكن فيها دمج التفاعلات بين الفوتونات؛ إما من خلال استخدام مواد رنان غير طولي، أو من خلال الوصل بين البتات الكمية والرنانات.

ويستخدم الباحثون، في البحث المنشور خاصية سبق إغفالها، وهي أن مواقع هذه الشبكات قابلة للتشوه، وتسمح بوجود شبكات قوية الترابط يتعذر تحقيقها حتى في أنظمة الحالة الصلبة. ويوضح الباحثون أن شبكات الرنانات متحدة المستوى المرشدة للموجات يمكن أن تخلق فئة من المواد تشكل شبكات في فراغ حقيقي ذي مقطع زائد يتسم بانحناء سلبي ثابت. ويقدم الباحثون عمليات محاكاة عددية لنظائر ذات مقطع زائد لشبيكة «كاجومي» kagome وتظهر عمليات المحاكاة تلك كثافات استثنائية ناجمة عن حالات تضم عددًا ملحوظًا من حالات الانفطار الذاتية التي تكوِّن نطاقًا مسطحًا معزولًا طيفيًا. ويقدم الباحثون إثباتًا تجريبيًا لمبدأ تحقيق مثل تلك الشبيكات. ويمثل هذا البحث خطوة في الطريق نحو تحقيق محاكاة كمية لعلم المواد على الرقائق، وللجسيمات المتفاعلة في الفراغ المنحني.

شكل 1 | شبكات دائرة كهروديناميكية كمية. أ، صورة لشبكة «إقليدية» Euclidean lattice من رنانات الموجات الميكروية متحدة المستوى، المرشدة للموجات، مُعدّلة من المرجع. ب-د، ثلاثة رنانات متطابقة رياضيًّا بأشكال مختلفة، لكنْ تتسم بترددات الرنين، ومعدلات القفز ذاتها. مقاييس الرسم: ب، 300 ميكرومتر؛ جـ، 200 ميكرومتر؛ د، 400 ميكرومتر. هـ، نظرة مقربة لوصلة سعوية مثل هذه المستخدمة في أ-د  لتوصيل الرنانات الثلاثة معًا. مقياس الرسم: 100 ميكرومتر. يتم تعيين معدل القفز الحقيقي عند هذه الوصلة عن طريق السعة الكهربائية بين الدبابيس المركزية الثلاثة، التي تتخذ شكل سهم.

شكل 1 | شبكات دائرة كهروديناميكية كمية. أ، صورة لشبكة «إقليدية» Euclidean lattice من رنانات الموجات الميكروية متحدة المستوى، المرشدة للموجات، مُعدّلة من المرجع. ب-د، ثلاثة رنانات متطابقة رياضيًّا بأشكال مختلفة، لكنْ تتسم بترددات الرنين، ومعدلات القفز ذاتها. مقاييس الرسم: ب، 300 ميكرومتر؛ جـ، 200 ميكرومتر؛ د، 400 ميكرومتر. هـ، نظرة مقربة لوصلة سعوية مثل هذه المستخدمة في أ-د  لتوصيل الرنانات الثلاثة معًا. مقياس الرسم: 100 ميكرومتر. يتم تعيين معدل القفز الحقيقي عند هذه الوصلة عن طريق السعة الكهربائية بين الدبابيس المركزية الثلاثة، التي تتخذ شكل سهم.

كبر الصورة