Пара физиков-теоретиков из Университета Эксетера в Великобритании и Университета Сарагосы в Испании разработала квантовую теорию, объясняющую, как создавать невзаимные потоки квантового света и материи. Исследования могут быть важны для создания квантовых технологий, которые требуют направленной передачи энергии и информации в малых масштабах.

Взаимность, идущая назад и вперед, является повсеместным понятием в физике. Знаменитый пример можно найти в законе Ньютона: на каждое действие существует равное и противоположное противодействие. Распад такого мощного понятия, как взаимность, в любой области физики, от механики до оптики и электромагнетизма, обычно связан с неожиданностями, которые можно использовать в технологических приложениях. Например, невзаимный электрический диод позволяет току проходить вперед, но не назад, и является строительным блоком в отрасли микроэлектроники.

В своих последних исследованиях Даунинг и Зуэко предлагают квантовую теорию невзаимного переноса вокруг треугольного кластера сильно взаимодействующих квантовых объектов. Вдохновленные физикой квантовых колец, они показывают, что, создав искусственное магнитное поле, можно настроить направление потока энергии вокруг кластера. Теория учитывает сильные взаимодействия частиц, так что направленность проявляется в диапазоне энергий, и рассматривает пагубный эффект диссипации для образования невзаимных квантовых токов.

Исследования могут быть полезны при разработке квантовых устройств, требующих эффективной направленной транспортировки, а также для дальнейших исследований сильно взаимодействующих квантовых фаз, синтетических магнитных полей и квантовых симуляторов, пишет EurekAlert!.

«Наши расчеты дают представление о том, как можно инициировать направленный перенос в замкнутых наноскопических решетках атомов и фотонов с помощью сильных взаимодействий, которые могут привести к разработке новых устройств строго направленного характера», – отмечает Чарльз Даунинг из Университета Эксетера.

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the Royal Society.

Ранее UfaTime.ru писал, что уравнение Альберта Эйнштейна «E = mc²» было использовано для создания материи из света.