Bu məqalə Science X-in redaksiya prosesinə və siyasətlərinə uyğun olaraq nəzərdən keçirilmişdir. Redaktorlar məzmunun etibarlılığını təmin edərkən aşağıdakı atributları vurğulamışlar: İstilik nədir və maşın yalnız atom və yüngül hissəciklərdən ibarətdirsə, faydalı iş nədir? Müasir kvant texnologiyalarında bu cür sual termodinamikanı kvant fizikası ilə əlaqələndirir.
İsveçrənin Bazel Universitetinin tədqiqatçıları hər iki nəzəriyyəni uzlaşdıra biləcək nəzəri yanaşma hazırlayıblar. Termodinamikanın və kvant fizikasının fiziki nəzəriyyələri daha fərqli ola bilməzdi. Böyük buxar maşınlarının iş prinsipini izah etmək üçün 19-cu əsrdə termodinamika inkişaf etdirildiyi halda, kvant fizikası 20-ci əsrin əvvəllərində atomların və atomaltı hissəciklərin xüsusiyyətləri ilə məşğul olurdu.
Buna baxmayaraq, bu iki nəzəriyyə müasir kvant texnologiyalarında yenidən qarşılaşır: Atomlardan və yüngül hissəciklərdən (fotonlardan) ibarət kiçik sistemlər də enerjini udmaq, onu çevirmək və sərbəst buraxmaq, beləliklə, kiçik kvant maşınları kimi fəaliyyət göstərə bilir. Fiziklərin qarşısında duran problem tamamilə kvant-mexaniki sistem üçün, eləcə də yarımklassik həddə işləyən belə sistemlərin müalicəsini tapmaqdır. Sonuncu, sistemin bir hissəsinin kvant-mexaniki olaraq işləndiyi məhdudlaşdırıcı haldır, digər hissəsi üçün klassik fizika kifayətdir.
Physical Review Letters jurnalında Bazel Universitetinin professoru Patrick Potts qrupunun tədqiqatçıları məhz bu problemə cavab verən nəzəri yanaşma təqdim ediblər. "Bizim hesablamalarımız iki güzgü arasındakı boşluğa yerləşdirilmiş atomun xüsusi fiziki modelinə aiddir, burada işıq hissəciklərini udub buraxa bilir" - postdok Marselo Yanoviç deyir. Lazer davamlı olaraq boşluğa əlavə fotonlar vurur, işıq isə qismən əks etdirən güzgülər vasitəsilə xaricə qaça bilir.
"Bu, davamlı olaraq enerji qəbul edən və eyni zamanda onu ətraf mühitə itirən idarə olunan-dissipativ sistemin dərslik nümunəsidir" dedi tədqiqatçı. Belə bir model açıq kvant sistemləri haqqında fundamental sualları öyrənmək üçün istifadə edilə bilər. Bu kontekstdə atom kiçik bir istilik mühərriki və ya bu vəziyyətdə "yüngül mühərrik" kimi hərəkət edir. Bu yaxınlarda Potts və əməkdaşları göstərdilər ki, boşluqdan çıxan işıq hissəcikləri termodinamik müalicədə ümumiyyətlə "tullantı istilik" kimi qəbul edilməməlidir.
Əksinə, onların enerjisinin bir hissəsi hələ də başqa bir kvant sistemində faydalı iş görmək üçün istifadə edilə bilər. Yeni məqalələrində tədqiqatçılar istilik və faydalı enerji arasındakı bu fərqin yarımklassik həddə necə təsir etdiyini araşdırdılar. Yarımklassik həddə, boşluqdakı atom hələ də diskret enerji səviyyələri olan bir kvant sistemi kimi nəzərdən keçirilir, işıq indi klassik elektromaqnit dalğası kimi qəbul edilir, beləliklə kvant effektləri laqeyd qala bilər.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
