Pirmo reizi kvantu gāzes pavedienā ir novērots jauns matērijas stāvoklis

(MR.Cole_Photographer/Moment/Getty Images)

Fiziķi ir novērojuši jaunu vielas stāvoklis strādā nenotveramā kvantu gāzes pavedienā.

Gossamer plānās gāzes stīgas, kas spēj sasaistīt milžus, izklausās kā priekšmeti, kas ir cienīgi meklējumi Grimma pasakās. Taču teorētiski fizikā ir iespējamas šo materiālu versijas – diemžēl praksē tās veidojoties neizbēgami sabrūk.

Pētnieki no Stenfordas universitātes (ASV) tagad ir atklājuši, ka var izveidot tādu materiālu, kas ir pietiekami stabils, lai pretotos sabrukšanai mākonī pat pie ievērojama spēka. Turklāt viņi ir identificējuši jaunu vielas stāvokli darbā, kas jebkad agrāk ir redzēts tikai vienu reizi - un nekad agrāk kvantu gāzē.



Svarīgi, ka šīs gāzes kvantu īpašības varētu nopelnīt tai vietu nākamajās informācijas tehnoloģiju paaudzēs.

Matērijas kategorijai darbā pat ir leģendārs nosaukums; a super Tonks-Girardeau gāze . Tas sastāv no atomiem, kas atdzesēti līdz tādam līmenim, ka tie sāk zaudēt individuālās identitātes izjūtu, un tie ir spiesti izveidot konga līniju, ko kontrolē viņu kolektīvie spēki.

Ideālos apstākļos pievilkšanās starp daļiņām šajā izvilktajā kvantu gāzes pavedienā varētu noturēt to vienā līnijā pat piespiedu kārtā. Tāpēc fiziķi to raksturo kā 'super'.

Tomēr laboratorijas iekārtās, kas nav tik perfektas, pat vissmalkāk noregulētās super Tonks-Girardeau gāzes nespēj ļoti ilgi noturēties stabilas, īsā laikā saraujoties bumbiņā.

Fiziķis Benjamins Levs domāja, vai elements disprozijs būtu izturīgāks kandidāts. Ar vienu no augstākajiem magnētiskajiem stiprumiem periodiskajā tabulā, tas varētu noturēties nedaudz ilgāk, ar nelielu atbalstu.

'Magnētiskā mijiedarbība, ko varējām pievienot, bija ļoti vāja salīdzinājumā ar pievilcīgo mijiedarbību, kas jau bija gāzē. Tātad, mēs cerējām, ka nekas daudz nemainīsies, saka Lev.

'Oho, vai mēs kļūdījāmies.'

Izrādās, ka noregulēta super Tonks-Girardeau gāze, kuras pamatā ir disprozijs, ir tieši tas, ko varonis pasūtīja. Neatkarīgi no tā, ko komanda ar to darīja, tā saglabāja formu.

Pat kvantu sistēmas iedarbināšana augstākas enerģijas stāvokļos nespēja virzīt virkni nekārtīgā kvantu izsmērētu daļiņu dūmakā.

Izpētot procesa mehāniku, komanda drīz pamanīja diezgan netveramas parādības pazīmes kvantu daudzu ķermeņa rētas .

Šis dīvainais matērijas stāvoklis atrodas kaut kur starp kvantu haosu un vecmodīgās klasiskās fizikas paredzamību, un apraksta pasauli, kas no pirmā acu uzmetiena šķiet pretrunīga.

Pirms ceturtdaļgadsimta , tika atklāts, ka kvantu sistēmas kņadā – kur daļiņas ir visur un nekur uzreiz un atsevišķi atomi zaudē pašsajūtu – ir iespējams paredzamu stāvokļu rašanās.

Šīs rētas atgādina celiņus, kas nēsāti pāri futbola laukumam. Kamēr spēlētāji brīvi dzenā bumbu pa visu laukumu, šķiet, ka daži virzieni tiek doti priekšroka pār citiem.

Kvantu rētu satraucošā lieta ir tā, kā tās atbilst termodinamika . Paaugstiniet temperatūru daļiņu grupai, un tās vienkārši lēks apkārt vairāk, pārdalot siltumenerģiju, līdz visiem ķermeņiem būs aptuveni vienāda daļa.

Kvantu daudzu ķermeņu rētas ir pretrunā šim līdzsvara noteikumam, dodot priekšroku dažiem stāvokļiem neatkarīgi no tā, cik liels uztraukums tiem pieaug.

Parādība ir redzēta vienu reizi iepriekš rindā rubīdija atomi , bet nekad kvantu gāzē. Tātad stāvokļa pazīmju atrašana atdzesētā disprozija atomu virknē var atklāt daudz par to, kā ķermeņi kvantu sistēmā dalās ar enerģiju.

Ņemot vērā, ka mums ir lemta nākotne, kas piepildīta ar kvantu tehnoloģijām, mums būs jāzina pēc iespējas vairāk par to, kā noņemt siltumu no rītdienas datoriem.

Bet kvantu rētas varētu būt potenciāli noderīgas kvantu informācijas glabāšanai pašas par sevi vai kalpo kā sava veida simulators laboratorijā kvantu sistēmu izpētei.

Spekulācijas par praktiskiem lietojumiem, Lev uzskata, ka darbs ir būtisks kvantu ainavas izpratnei. Pieteikumus var saņemt vēlāk.

'Ja salīdzina kvantu zinātni ar to, kur mēs bijām, kad atklājām to, kas mums bija jāzina, lai celtu ķīmiskās rūpnīcas, teiksim, tas ir tā, it kā mēs šobrīd veiktu darbu 19. gadsimta beigās.' saka Lev.

Kvantu rētas gāzes pavediens ir tikai sākums meklējumiem dažos patiesi pārsteidzošos galamērķos.

Šis pētījums tika publicēts Zinātne .

Populārākas Kategorijas: Veselība , Vidi , Dabu , Daba , Telpa , Neklasificēts , Tech , Viedoklis , Cilvēkiem , Sabiedrību ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.