Cavidades magnomecánicas

Por Francisco R. Villatoro, el 1 diciembre, 2015. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Science ✎ 1

Dibujo20151113 Device schematic and measurement setup cavity magnomechanics arxiv org

Las cavidades optomecánicas son sistemas que permiten estudiar la interacción cuántica entre la luz y las vibraciones de los sólidos, es decir, la interacción fotón-fonón. Una cavidad magnomecánica estudia la interacción magnón-fonón, la interacción entre campos magnéticos y vibraciones en sólidos. Se acaba de proponer el primer diseño de una cavidad magnomecánica que permite estudiar interacciones coherentes fonón-magnón.

El artículo (aún sin publicar en una revista) es Xufeng Zhang et al., «Cavity magnomechanics,» arXiv:1511.03680 [quant-ph].

Dibujo20151113 Simulated displacement profiles of the low order phonon modes in the YIG sphere cavity magnomechanics arxiv org

Un magnón es una cuasipartícula en un sólido cristalino asociada a la excitación colectiva de un conjunto de espines de electrones. Podemos decir que un magnón es el equivalente cuántico a una onda de espines, igual que un fonón es el equivalente cuántico a una onda elástica en un sólido. Los magnones son cuasipartículas de espín 1 que transportan energía y momento en el cristal. Para acoplar magnones y fonones se pude usar la magnetostricción, la propiedad de los materiales magnéticos que hace que cambien de forma en presencia de un campo magnético. Una fuerza magnetostrictiva que acople magnones y fonones permite desarrollar cavidades magenomecánicas.

La fuerza magnetostrictiva es grande en materiales magnéticos como el granate de itrio e hierro (YIG, Y3Fe5O12), lo que permite el desarrollo de cavidades magenomecánicas que permitan controlar la coherencia cuántica en el acoplamiento entre magnones y fonones. El nuevo artículo describe dos nuevas propiedades que darán mucho que hablar en los próximos años: la transparencia/absorción magnomecánicamente inducida (MMIT/MMIA) y la amplificación paramétrica magnomecánica (MMPA). Ambos conceptos están basados en sus análogos optomecánicos y prometen la emergencia de un nuevo campo en física, la magnetostricción cuántica.

Estos fenómenos (MMIT/MMIA/MMPA) se observan a temperatura ambiente, pero el régimen cuántico requiere usar muy baja temperatura (miliKelvin). Sus aplicaciones potenciales en el campo del tratamiento cuántico de la información son muy prometedoras, como memorias cuánticas de larga vida (el análogo cuántico a los lápices de memoria que todos usamos vía un puerto USB).

 



1 Comentario

  1. Es un tema muy bonito, esta tecnología es ampliamente utilizada en transductores de posición industriales con una precisión y durabilidad sobresalientes.

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