Tecnologia Científica
Pesquisadores verificam a relação entre a taxa de um processo de não equilabrio e a taxa na qual ele cria entropia
Os pesquisadores descrevem experimentos com a¡tomos de ca¡lcio individuais em uma armadilha de aons e descobertas sobre a relação entre sua vida útil e a taxa na qual eles são capazes de trocar energia usando diferentes tipos de banhos.
Por
Bob Yirka - 23/02/2022
Esquemas de naveis construados para um sistema eficaz de dois naveis em contato com dois banhos de calor no aon 40Ca+ preso. (a) Naveis construados para os canais dissipativos em relação ao banho de calor frio. (b) Naveis construados para os canais dissipativos relativos ao banho de calor quente. Cada canal dissipativo éconstruado por dois lasers heterocroma¡ticos com comprimentos de onda de 729 e 854 nm, respectivamente, onde a frequência Rabi Ωn1 (Ωn2), com n=1, 2, 3 e 4, representa o acoplamento ressonante de um subnavel do estado fundamental (estado metaesta¡vel) para um subnavel do estado metaesta¡vel (estado excitado), e o decaimento do estado excitado para o estado fundamental realiza o procedimento efetivo do canal dissipativo. Aqui, definimos Ωn2≫Ωn1 para garantir o processo dissipativo constante, e o tempo de vida do estado excitado éde 6,9 ​​ns; ou seja, a taxa de decaimento Γ/2Ï€=23,1MHz, enquanto o estado metaesta¡vel tem uma taxa de decaimento desprezavel devido ao tempo de vida de 1,2 s. Crédito: DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.050603
Uma equipe de pesquisadores afiliados a várias instituições na China verificou a relação entre a taxa na qual um processo de não equilabrio acontece e a taxa na qual ele cria entropia. Em seu artigo publicado na revista Physical Review Letters , os pesquisadores descrevem experimentos com a¡tomos de ca¡lcio individuais em uma armadilha de aons e descobertas sobre a relação entre sua vida útil e a taxa na qual eles são capazes de trocar energia usando diferentes tipos de banhos.
Dois anos atrás, os fasicos Massimiliano Esposito e Gianmaria Falasco usaram um esboa§o matema¡tico estatastico para mostrar que existe uma relação entre o tempo de vida de um processo fora de equilabrio e a taxa de entropia envolvida no processo. Nesse novo esfora§o, os pesquisadores testaram as ideias descritas no trabalho de Esposito e Falasco usando aons de ca¡lcio aprisionados .
Em seus experimentos, a equipe na China usou luz para estimular a¡tomos de ca¡lcio em uma armadilha e mediu asmudanças na taxa de entropia osneste caso, isso envolveu medir a taxa de mudança a medida que o sistema se movia de um estado eletra´nico para outro. No entanto, asmudanças nos estados eletra´nicos não ocorrem sem problemas; em vez disso, eles vão em saltos e ocorrem em momentos aleata³rios. Os pesquisadores também observam que a teoria do salto qua¢ntico postula que tais saltos são governados pela dissipação de energia entre um determinado sistema e seu ambiente.
Para medir os saltos, os pesquisadores usaram vários lasers para criar ambientes artificiais para os aons presos, que eles descrevem como banhos de calor. Notavelmente, eles também usaram lasers separados para excitar estados eletra´nicos no aon que não faziam parte de saltos qua¢nticos. Os pesquisadores então manipularam os lasers para controlar as transições, uma das quais se comportou como um "banho frio" e a outra como um "banho quente". O resultado foi um modelo do sistema descrito por Esposito e Falasco.
Eles sugerem que seu trabalho pode ajudar os pesquisadores que trabalham em computadores qua¢nticos, mostrando como a dissipação em tais sistemas estãofuncionando. Eles também observam que seu trabalho também pode se aplicar igualmente a dispositivos cla¡ssicos.
