Tín hiệu vi sóng lượng tử tự cung cấp đầu tiên được thực hiện trong thí nghiệm

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Vienna (TU Wien) và Viện Khoa học và Công nghệ Okinawa (OIST) đã thực nghiệm thành công hiện tượng tự phát siêu bức xạ maser đầu tiên—tạo ra tín hiệu vi sóng mà không cần lực kích thích bên ngoài. Siêu bức xạ, một hiện tượng quang học lượng tử trong đó các nguyên tử hoặc chấm lượng tử phát ra các xung ánh sáng cường độ cao, có tính kết hợp, thường được liên kết với mất năng lượng và các xung ngắn. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã quan sát được một hành vi mới, trong đó các hạt lượng tử, cụ thể là các spin electron trong các trung tâm khuyết nitơ (NV) trong tập hợp kim cương, tự duy trì các xung vi sóng ổn định và kéo dài thông qua tương tác spin–spin nội tại. Sự tự tổ chức này từ các tương tác spin có vẻ rối loạn tạo ra một tín hiệu vi sóng kết hợp, hé lộ một chế độ hành vi lượng tử tập thể hoàn toàn mới. Phát hiện này thách thức các giả định trước đây rằng các tương tác giữa các hạt lượng tử làm gián đoạn sự kết hợp, thay vào đó cho thấy các tương tác này có thể cung cấp năng lượng và duy trì phát xạ lượng tử. Các mô phỏng tính toán quy mô lớn đã xác nhận rằng các tương tác spin liên tục tái phân bố các mức năng lượng, duy trì phản ứng siêu bức xạ trong thời gian dài. Đột phá này mở ra những hướng đi mới cho...