نظمت اللجنة العلمية بقسم الفيزياء الندوة العلمية الثالثة لهذا العام الدراسي 1438/1439هـ، حيث كانت الندوة بعنوان:
Tunable Superconductor Resonators for Quantum Circuits
مرنان فائق التوصيل القابل للضبط للدوائر الكمية
قدم الندوة مشكور الدكتور إسماعيل بن عبدالله الفالح نائب مدير عام المركز الوطني للقياس والمعايرة في الهيئة السعودية للمواصفات والمقاييس والجودة. كان ذلك يوم الثلاثاء 04 صفر 1439هـ الموافق 24 اكتوبر 2017م. وذلك من الساعة 10 صباحاً ولمدة نصف ساعة. هذا وقد تلى الندوة مداخلات وأسئلة من الحضور.
بدأ مقدم الندوة اعطاء فكرة عن أجهزة الكشف الحساسة تعمل في درجات حرارة منخفضة جدا وقد تطرق إلى كيفية الحد من الضوضاء وتأثير الارتباط الحراري حيث يصبح من الطبيعي التفكير في إمكانيات استخدام مواد فائقة التوصيل. ولقد دار النقاش حول عدة نقاط شارك فيها عدد من أعضاء هيئة التدريس و الطلاب بالقسم، ولقد شمل النقاش أهمية الموضوع في المجتمع العلمي على مدى العقد الماضي ولازال بسبب التطور في الدوائر الكهرومغناطيسية الكمية كما دار النقاش حول كيفية تحقيق الهدف المنشود لهذه التقنية وذلك باستخدام دوائر الرنين ذات جودة عالية جدا، وهو مرنان فائقة التوصيل.
تأتي هذه الندوة ضمن سلسلة ندوات نصف شهرية تنظمها اللجنة العلمية بقسم الفيزياء ويقدمها أعضاء هيئة التدريس بالقسم وباحثون من جهات بحثية أخرى، ويُشرف على سلسلة الندوات هذه رئيس اللجنة العلمية بالقسم د. رائد الهذلول، وينسقها ويديرها عضو اللجنة العلمية د. جابر الغول. وإن اللجنة العلمية تشكر سعادة وكيلة القسم أ. مرفت الزميع لتعاونها في تصاميمها المتميزة للبنرات الخاصة بالندوات العلمية بقسم الفيزياء، وتشيد بجهودها في هذا الشأن. تهدف هذه الندوات إلى تحفيز مناخ البحث العلمي بالقسم وإطلاع منسوبيه على آخر ما توصلت إليه العلوم الفيزيائية في شتى المجالات.
جدير بالذكر أن الحضور لهذه الندوات متاح لجميع منسوبي الجامعة من أعضاء هيئة تدريس وموظفين وطلاب.
للمزيد من المعلومات حول الندوة المقدمة يمكنكم الاطلاع على ملخص الندوة أدناه:
مع تحيات اللجنة العلمية بقسم الفيزياء.
---
ملخص:
في مدى الميكروويف، لاتزال الحاجة لكواشف (detectors)حساسة لمستوى الفوتون الواحد (single photon). وهذه الكاشفات والمضخمات ضرورية لبناء حواسيب كمية مستقبلية (quantum computers) وفي علم الفلك (astronomical detectors).وهذا النوع من أجهزة الكشف الحساسة تعمل في درجات حرارة منخفضة جدا للحد من الضوضاء وتأثير الارتباط الحراري (reduce noise and the thermal occupation of microwave states)، ويصبح من الطبيعي التفكير في إمكانيات استخدام مواد فائقة التوصيل.
وهذا الموضوع ذو أهمية شديد في المجتمع العلمي على مدى العقد الماضي ولازال بسبب التطور في الدوائر الكهرومغناطيسية الكمية. لتحقيق الهدف المنشود لهذه التقنية يتم استخدام دوائر الرنين (resonant circuits) ذات جودة عالية جدا، وهو مرنان فائقة التوصيل (superconducting resonators). أبسط التصاميم هي (transmission line resonators)، مثل (coplanar waveguides). وهذا يتطلب إلى تصميم وتصنيع في مستوى (nano-fabricated resonant) والتي تعمل بشكل جيدا اقل بكثير من درجة الحرارة التحول للموصل الفائق (transition temperature).
والنتائج المتحصل عليها هي العينة مرنان فائقة التوصيل (superconducting resonator) مصنعة بهدف البحث واستكشاف السلوكغير الخطية في مرحلة الرنين (non-linear behaviour). تم تصنيع العينة باستخدام الطريقة العيارية لثلاثي الطبقات (standard Nb/AlOx/Nbtrilayer) وتثبيتها داخل (dilution fridge)، وتتألف العينة من تجويف التي يوجد فيها مصفوفة مكونة من 32 (32 RF SQUIDs). وهذا يؤدي إلى مرنان مع تردد رنين قابل للضبط (tuneable) من خلال تسليط مجال مغناطيسي خارجي متعامد على المصفوفة. وخلال اجراء التجارب ضهور ظاهرة غير متوقعة في منحنيات التدفق (flux modulation curve)، ناتجة عن التفاعل بين العينة والتدفق المغناطيسي او عن تفاعل مصفوفة (SQUID).
Abstract:
In the microwave regime, we still seek detectors that are sensitive at the single photon level. Such detectors and amplifiers are necessary for the construction of future quantum computers and better astronomical detectors. Sensitive microwave detectors usually need to work at very low temperatures to reduce noise and the thermal occupation of microwave states and it becomes natural to think of the possibilities for superconducting devices.
This topic has been a subject of intense interest to the scientific community over the last decade because of the recent development of circuit Quantum Electrodynamics. To achieve sensitivity a primary ingredient of this technology is the use of resonant circuits with high quality factors, that is, superconducting resonators. The simplest designs are transmission line resonators, such as coplanar waveguides. This leads to sensitive nano-fabricated resonant detectors operated well below the transition temperature of the superconductor.
Data is presented on the operation of a superconducting resonator sample intended for the future exploration of non-linear behaviour. Fabricated using standard Nb/AlOx/Nbtrilayer fabricationand mounted on the dilution fridge, the sample consists of a resonant cavity within which two arrays of32 RF SQUIDs are located. This leads to a resonator with a resonant frequency that is tunable by the application of an external magnetic flux. Unusual and novel features in the flux modulation curve, probably related to SQUID interaction effects in these arrays, are described and explored.
السيرة الذاتية لمقدم الندوة:
د. إسماعيل بن عبدالله الفالح، نائب مدير عام المركز الوطني للقياس والمعايرة، مهتم في مجال المترولوجي والمترولوجيا الكمية، مشارك في الكثير من اللجان المحلية والإقليمية والعالمية فيما يخص علم القياس. باحث ومهتم في تصنيع النانو في المرنان فائق التوصيل ووصلة الجوسفسون.
---
للاطلاع على الندوات العلمية المقدمة بقسم الفيزياء للأعوام المنصرمة:
الندوات العلمية بقسم الفيزياء في العام الدراسي 1437/1438هـ: الرابط
الندوات العلمية بقسم الفيزياء في العام الدراسي 1436/1437هـ: الرابط
الندوات العلمية بقسم الفيزياء في العام الدراسي 1435/1436هـ: الرابط
