تحقق 6G با امواج صوتی اسپین هیبریدی
به گزارش نکسترو، محققان به امواج صوتی اسپین هیبریدی دست پیدا کردند که می توانند از تحقق شبکه 6G پیشرفته پشتیبانی کنند.
به گزارش نکسترو به نقل از ایسنا، یک مطالعه جدید، اتصال قوی بین امواج صوتی و اسپینی در گارنت آهن ایتریوم را نشان میدهد و پنجره ای را به طرف پردازش سیگنال منعطف 6G می گشاید.
به نقل از آی ای، فیلترهای فرکانس صوتی به گوشیهای هوشمند کمک می کنند تا سیگنال ها را برای شبکه های موبایل، وای-فای، و جی پی اس جدا کنند.
حال پژوهشگران موسه «RPTU Kaiserslautern-Landau» می گویند که یک اثر فیزیکی جدید را نشان داده اند که می تواند بر سیستم های ارتباطی آینده تأثیر بگذارد.
کار آنها نشان میدهد که امواج صوتی مینیاتوری می توانند به شدت با امواج اسپینی درون گارنت آهن ایتریوم جفت شوند و امواج هیبریدی در محدوده گیگاهرتز تشکیل دهند.
این یافته به مسیری ممکن به طرف فیلترهای چابک و قابل تنظیم مناسب برای استانداردهای نوظهور 6G اشاره دارد.
پیشرفت امواج آکوستیک سطحی
امواج آکوستیک سطحی یا SAWها، میلیاردها بار در روز داخل دستگاههای موبایل استفاده می شوند و همین طور بطور طبیعی در زلزله ها وجود دارند.
تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور «ماتیاس وایلر»(Mathias Weiler) در تلاش است که با ترکیب این فناوری آشنا با فیزیک اسپین، آنرا به قلمروی جدیدی وارد کند.
وایلر می گوید: امواج صوتی نه فقط می توانند بوسیله هوا، بلکه بوسیله ماده نیز منتشر شوند. با انجام این کار، اتم های شبکه ماده نوسان می کنند.
وی توضیح داد که الکترون های موجود در آن اتم ها دارای اسپین کوانتومی هستند که به ارتعاش نیز واکنش نشان می دهند و با این برهمکنش، امواج صوتی در یک ماده می توانند امواج اسپینی را هنگامی که ماده از نظر مغناطیسی منظم شده است، تولید کنند.
پژوهشگران جهت بررسی این اثر، از گارنت آهن ایتریوم که یک عایق فری مغناطیسی است که به علت طول عمر بالای موج اسپینی خود شناخته شده است، استفاده کرد. این امر آنرا برای مشاهده برهمکنش های میکروسکوپی بین برانگیختگی های صوتی و مغناطیسی مناسب می کند.
آزمایش ها نشان داد که این سیستم، برانگیختگی های هیبریدی به نام «پولارون های مگنون» را در یک تشدیدگر سطح صوتی نانوساختار به وجود می آورد.
کوین کونستل(Kevin Künstle)، نویسنده ارشد این مقاله می گوید: ما مشاهده کردیم که جفت شدن مکانیکی کوانتومی اسپین و صوت می تواند منجر به تشکیل یک موج کایمریک جدید شود که نه موج صوتی است و نه موج اسپینی. در این برانگیختگی، اسپین و صدا دیگر نمی توانند از هم جدا شوند، بلکه با هم وجود دارند.
پژوهشگران دریافتند که این موج هیبریدی بصورت دوره ای بین حالت های صدا و اسپین نوسان می کند.
نرخ نوسان بعنوان «فرکانس رابی»( Rabi frequency) شناخته می شود. در این مطالعه، آن فرکانس از تمام نرخ های تلفات در دستگاه فراتر رفت که پژوهشگران آنرا بعنوان مدرک روشنی از یک ساختار جفت شدن قوی شناسایی کرد.
یک مدل نظری که با گروه پروفسور «آکاشدیپ کامرا»( Akashdeep Kamra) توسعه داده شده است، یافته های تجربی را پشتیبانی می کند. این مدل به تعیین کمیت قدرت جفت شدن کمک کرد و رفتار مشاهده شده را با جزییات توضیح داد.
پتانسیل تحقق فیلترهای 6G
بگفته این تیم، نتیجه این مطالعه، دو فناوری اصلی مایکروویو را ترکیب می کند.
پروفسور وایلر می گوید: برانگیختگی های اسپین-صدای هیبریدی ما دو ستون فناوری مایکروویو موسوم به فیلترهای صوتی و عایق های فری مغناطیسی را ترکیب می کنند. این رویکرد می تواند فیلترهای فرکانسی را فعال کند که در حین استفاده خودرا تنظیم می کنند.
این توانایی می تواند از معماری های ارتباطی 6G آینده که به کنترل سیگنال منعطف و پاسخگو وابسته هستند، پشتیبانی کند.
این پروژه از شورای تحقیقات اروپا و بنیاد تحقیقات آلمان حمایت مالی دریافت کرد.
این مطالعه در مجله Nature Communications انتشار یافته است.
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب