Ontdekkers macroscopische kwantumtunneleffect krijgen Nobelprijs

Alfred Nobel

Alfred Nobel (afb: WikiMedia Commons)

De Nobelprijs voor de natuurkunde gaat dit jaar naar een drietal wetenschappers voor de de ontdekking van het macroscopische kwantumtunneleffect en de kwantificering van energie in een elektrisch circuit. De gelukkigen zijn John Clarke (1942, VK) van de universiteit van Californië in Berkeley, Michel Devoret (1953, Frankrijk) verbonden aan de Yale-universiteit en aan de universiteit van Californië in Santa Barbara en John Martinis (1958, VS) van de universiteit van Californië in Santa Barbara. Opmerkelijk is dat dit werk al in de jaren ’80 werd gedaan. Lees verder

‘Energieoogsters’ maken ‘gehakt’ van Carnotrendement

Energieoogsters doorbreken klassieke thermodynamicagrenzen


Dit plaatje toont een vereenvoudigd diagram van de nieuwe energie-oogsttechniek met behulp van een TL-vloeistof. Dit zou slinkse, kwantummechanische wijze zijn om thermostatische grenzen te doorbreken en afvalwarmte met hoog rendement om te zetten in elektriciteit. (afb:: Wetenschapsinstituut Tokio)

Door gebruik te maken van kwantumtoe-standen die warmtevorming vermijden, kunnen energieoogsters traditionele thermodynamische grenzen zoals het Carnotrendement overtreffen, melden onderzoekers uit Japan. Ze ontwikkelden een nieuwe aanpak met behulp van een niet-thermische Tomonaga-Luttinger-vloeistof om restwarmte met een hoger rendement om te zetten in elektriciteit dan volgens heersende thermodynamische wetten mogelijk is. Lees verder

Fouten maken elektronica sneller en efficiënter

Elektronspin

Voorstelling van elektronspin, maar dat hoeft niet per se de ‘spin’ te verklaren (afb: WikiMedia Commons)

Defecten in spintronische materialen, ooit gezien als beperkingen, kunnen nu de sleutel zijn tot vooruitgang. Chinese onderzoekers ontdekten dat imperfecties in die materialen de efficiëntie vergroten van apparaten met een laag vermogen ​​die traditionele benaderingen overtreffen. Hiermee zou de weg zijn vrijgemaakt voor een nieuwe generatie ultralaagvermogen spintronische apparaten. Ik(=as) moet zeggen dat voor mij eigenlijk alleen die imperfecties begrijpelijk zijn. De rest is vooral abracadabra voor mij, maar wie het begrijpt mag het me uitleggen.
Lees verder

Een ‘kwantumvloeistof’ dat zich niet laat opwarmen

Als je denkt zo langzamerhand wel de eigenaardigheden van de kwantumwereld te kennen, komen kwantumwetenschappers weer met andere ‘gekkigheden’ in de kwantumwereld die verstand doen knarsen. Nu schijnen onderzoekers een kwantumvloeistof gecreëerd te hebben dat zich niet laat opwarmen als je daar energie aan toevoegt. Het moet niet nog gekker worden! Lees verder

Kwantumeigenschappen bij kamertemperatuur (?)

Proefopzet meting kwantumeigenschappen bij kamertemperatuur

Proefopzet (afb: Carlos Gonzalez Ballestero et al./Nature Physics)

Onderzoekers van de TU Wenen is en de ETH in Zürich hebben, naar eigen zeggen, een verbluffend wereldrecord gevestigd door ‘enorme’ glasdeeltjes kwan-tumeigenschap-pen te laten vertonen bij kamer-temperatuur en niet bij die onaan-genaam lage tem-peraturen in de buurt van het absolute nulpunt (0 K). Lees verder

Licht is of een deeltje of een golf en Einstein had het fout

dubbelespleetproef

Schematische weergave van het MIT-experiment. (afb: MIT)

Natuurkundigen van het MIT hebben vrijwel geïdealiseerde versie uitgevoerd van een van de beroemdste experimenten in de kwantumfysica. Hun bevindingen tonen, met atoomprecisie, het duale maar ongrijpbare karakter van licht aan (zowel golf als deeltje). Ze bevestigen ook dat Albert Einstein het bij het verkeerde eind had met betrekking tot dit specifieke kwantumscenario. Lees verder

Spingolfgeleiders zouden ki energiezuiniger maken

Spingolfgeleiders

Het ‘netwerk’ van spingolfgeleiders zou energiezuiniger computers mogelijk maken (afb: Rudolf Bratschitsch/Nature Materials)

Onderzoekers in Duitsland hebben een groot spin-golfgeleidernet-werk ontwikkeld dat informatie met veel minder energie zou verwerken dan de energieverslinden-de elektronica dat doet. Die techniek zou kunstmatige intelligentie wel eens een stuk energiezuinige kunnen maken, stellen de onderzoekers. Lees verder

Hebben we nu ook al kwantumbatterijen? Hoe goed zijn die?

SYK-model

Kwantumbatterijen superieur?

Kwantumme-chanica dient zich niet alleen aan op het gebied van de informatica. De afgelopen jaren hebben onderzoekers verschillende kwantumtech-nologieën ontwikkeld, die gebruik maken van de principes van de kwantummechanica. Deze technologieën hebben de potentie om hun klassieke tegenhangers in specifieke situaties of scenario’s te overtreffen.
Een van die vele (staat in het persbericht; as) kwantumtechnieken die tot nu toe zijn voorgesteld en ontwikkeld, zijn kwantumbatterijen. Dat zijn energieopslagapparaten die theoretisch gezien energie efficiënter zouden kunnen opslaan dan klassieke batterijen en ook sneller zouden kunnen worden opgeladen. Net als bij de kwantumcomputer heeft de kwantumbatterij zijn gouden voorspellingen nog niet waar kunnen maken. Sterker nog: die kwantumbatterij is nog louter theorie, maar doet het al wel beter dan een klassieke batterij. Lees verder

Truc bedacht om kwantumcomputers ‘ruisarm’ te maken

Onderzoekers van de universiteit van Osaka hebben een manier bedacht om ‘magische toestanden’ te creëren, een belangrijk belangrijke oplossing voor de nogal overgevoelige kwantumcomputers. Ze hebben een truc bedacht om de storende ‘ruis’ van kwantumcomputers te verminderen, waardoor veel minder kwantumbits nodig zijn om de fouten die daardoor ontstaan te corrigeren (en het rekentuig dus efficiënter werkt). Alweer is er sprake van een revolutie, maar dat moet ik(=as) nog zien. Doorbraken worden me iets te vaak gemeld.

Elektronspin te gebruiken voor verbetering katalyse (?)

Spinmanipulatie van kobaltkatalysator voor omzetting kooldioxide

Spinmanipulatie van een kobaltkatalysator voor omzetting van kooldioxide (afb: Liu Lin et al./eScience)

Scheikunde speelt een belangrijke rol in het ‘vergroenen’ van onze samenleving. Daarbij is katalyse een belangrijke factor. De reacties die allerlei systemen, zoals batterijen, aandrijven, kampen vaak met een trage kinetiek en energieverlies, vooral wanneer er meer elektronenover-drachten bij betrokken zijn. Eén kwantumeigen-schap, elektron-spin, is eigenlijk wat verwaarloosd bij het ontwerpen van katalysatoren, ondanks de fundamentele rol die die speelt bij het bepalen hoe atomen zich binden en reageren. Het zou steeds duidelijker zijn geworden dat dat een gemiste kans is. Het manipuleren van spintoestanden op katalysatoroppervlakken zou snellere, selectievere reacties mogelijk kunnen maken. Lees verder