Pisałem w poprzedniej notce jak uświadamiamy sobie elektron czy proton – fotografując jego ślad, gdy przelatuje przez kliszę, wywołując kliszę, obserwując na tej kliszy mikroskopowe kuleczki srebra - „ślad przelatującej cząstki”, każda z tych kuleczek związana jest, w jakiś tajemniczy do dziś sposób, z redukcją paczki falowej. Co kuleczka to redukcja, a kuleczek są miliony. Pokazałem to na obrazku wziętym z laboratorium.
A jak uświadomić sobie spin? Fizycy pracują dziś ciężko na d tym problemem. Problem jest trudny, ale notujemy postępy, mamy bowiem do dyspozycji lasery i nanotechnologię. Elektron ma spin, spin ma także jądro atomowe. Obserwować warto i jedno i drugie. Spin, w niesłusznym ale jakże pożytecznym wyobrażeniu, to wirujący ładunek magnetyczny, zatem taki elektromagnesik. Magnesik ma pole magnetyczne a pole magnetyczne można mierzyć. Pole jest magnetyczne pojedynczego spinu jest słabe, jednak przy odległości próbki od spinu rzędu 1A, natężenie pola to ok. 1/100 Tesli. Głosik spinu jest cichutki, zatem w laboratorium musi być cisza – cisza elektromagnetyczna. Wtedy spin może spowodować rezonans w nanopróbce, ten rezonans można optycznie (przy użyciu lasera) wykryć.
Jeśli cos źle napisałem, Trurl.cum.Clapaucio mnie poprawi. Wygląda to schematycznie tak:
Jest tam też prosty, niebieski Hamiltonian (Hamiltonek, można by powiedzieć):
Obrazki wziąłem z pracy z roku 2006 „Measurement of single electron and nuclear spin states based on optically detected magnetic resonance." Autor: Gennady P Berman, pracę można ściągnąć stąd. Metoda ma być niedestruktywna, to znaczy nie zmienia kierunku spinu.
Inna praca, na podobny temat, sponsorowana m.in. przez korporację Hewlett-Packard i Department of Energy, to praca dwóch autorów T. A. Brun z Południowej Kalifornii i H.-S. Goan z Tajwanu, „REALISTIC SIMULATIONS OF SINGLE-SPIN MEASUREMENT VIA MAGNETIC RESONANCE FORCE MICROSCOPY”. W pracy tej pojawiają się skoki kwantowe. Jest tam też wstrętna macierz gęstości zabawiająca się z operatorem Lindblada, ale tych nie będę pokazywał ze względu na przyzwoitość i na możliwe kary za obrażanie uczuć religijnych. Widzimy tam też na czym polegają trudności. Otóż chciałoby się mierzyć te spiny (redukować wektor stanu) szybko, czekają na to komputery kwantowe, jeden spin to przecież jeden bit. Tymczasem, póki co, żeby odczytać ten jeden bit, zredukować wektor stanu, żeby dostać rezonans, potrzeba trzynastu godzin. Jacyś pesymiści chyba tę pracę pisali i drugi raz grantu nie dostaną.
Jeśli coś pokręciłem, popraw mnie Trurlu. A jak wpadnie Ci w ręce jakaś nowa przeglądówka na ten temat – podrzuć mi ją. Z góry dziękuję.
Ich, Bruna i Goana, interesuje oczywiście pomiar spinu, którego kierunek został uprzednio przygotowany przez pole magnetyczne i albo jest „w górę” albo „w dół”. A mnie osobiście interesuje pomiar spinu o którym w ogóle nic nie wiemy. Chciałbym też takich nanopróbek ustawić wiele a nie tylko jedną. Jedna wpadałaby w rezonans gdy spin jest w górę, inna gdy spin jest na wschód, jeszcze inna gdy jest na południowy zachód. Nie musi być niedestruktywnie, musi być „słabo destruktywnie”. Czy tak można zrobić? Nie wiem. Pożyjemy, zobaczymy. Póki co pojadę ze spinem dla programistów. Bowiem jeśli nawet jeszcze tak nanopróbek ustawić, to można ich działanie wymodelować i ciekawe możliwe efekty przewidzieć.
Zatemplan mójjest taki: zabawy w modelowanie matematyczne i wizualizacja serii pomiarów spinu , potem zabawy w modelowanie śladów na kliszy - mini-model, dalej zaprzęgnięcie czegoś podobnego do grawitacji (ale nie grawitacji) do redukcji pakietów falowych i produkcji wstrętnych pasożytniczych rozproszeń.
