科學家們在特殊點之外建造了特殊的表面。

美國能源部阿貢國家實驗室的科學家在許多方面都很杰出。例如，他們與倫敦帝國理工學院合作，研究了所謂信息處理系統(tǒng)“特殊點”的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象在微波、光學和機械技術中得到了應用。

“我們的團隊通過實驗探測到了一個特殊的表面，一個三維空間中有特殊點的連續(xù)曲面，”張旭峰說。他領導了這個國際研究項目，并在阿爾貢省納米材料中心(CNM)擔任助理科學家。美國能源部科學辦公室的用戶設施。別人過去的研究發(fā)現(xiàn)了異常點，后續(xù)的研究者也畫出了被測異常點的線條，但這是研究者第一次畫出表面。

“考慮到兩個系統(tǒng)，每個系統(tǒng)對環(huán)境都有自己的能量損失，”張解釋說?！耙部梢韵胂螅@些系統(tǒng)連接在一起，這樣它們之間就可以交換能量?！?

當這些系統(tǒng)相距很遠時，它們之間幾乎沒有相互作用，與能量相關的計算產(chǎn)生兩個獨立的解，這兩個解只與它們與環(huán)境的相互作用有關。當它們相互靠近、相互作用時，系統(tǒng)就進入了一個過渡階段，這個階段只有一個解決方案。這被認為是一個例外。當這些系統(tǒng)甚至靠近在一起時，異常點消失，并且計算每個系統(tǒng)的混合解。

特殊點的可能應用是對干擾(如磁場的輕微波動)的靈敏度大大提高的傳感器。另一個應用是模式切換，例如，它允許電話呼叫中雙方的信號保持在不同的模式下，從而從根本上消除任何不想要的干擾。

張說：“我們最初的貢獻是根據(jù)實驗測量結果畫出特殊點的三維曲面，結果是一個令人驚嘆的精美圖形?！庇心男┨厥馇姹旧肀环Q為“特殊鞍點”？表面上所有特殊點中最特殊的。與其他異常點相比，這些鞍點具有更高的預期性能。

該團隊的實驗設備結合了兩個系統(tǒng)：一個帶有有限微波的特殊印刷電路板和釔鐵石榴石，它產(chǎn)生被稱為微型磁球“magnon”的共振。

“Magnons是與自旋波相關聯(lián)的量子化準粒子，它們是晶格中磁有序的集體激發(fā)，”張解釋說?！斑@里重要的是，晶格變化的磁化在某一點上像波浪一樣影響著鄰近的網(wǎng)站，蕩漾在平靜池塘的水面上?！?

該團隊使用位于CNM的磁光光譜儀來測量光子-磁振子耦合強度和位置的不同調(diào)諧在他們的設備中的響應，然后將結果繪制在特殊表面的三維地圖上。

盡管這一高度關鍵的發(fā)現(xiàn)和數(shù)學意義重大，但它可能會對信息處理產(chǎn)生現(xiàn)實影響。作為幾個可能的例子之一，信息傳輸要求噪聲不能破壞正在傳輸?shù)牧愫鸵?，?yōu)秀的表面測繪可以為這一過程提供更大的保護。

“我們的工作也為具有高度期望功能的量子信息處理開辟了令人興奮的新可能性，”張說。

上述描述出現(xiàn)在《物理評論快報》(Physical Review Letters)的研究人員的工作中，并有權“合成對特殊表面的尺寸和磁極化子的實驗觀察?！?。除了記者張，合著者包括倫敦帝國理工學院的丁坤和阿貢研究人員周、和金。

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