Gravitációs anomáliákat figyeltek meg a Földön

A modern fizika már hozzászoktatott minket a különös és szokatlan valóságokhoz – főleg a kvantumfizika. Jó példa erre Schrödinger macskája, ami lebeg az élet és halál között. Azonban néha a kvantum mechanika határozottabb.

A szimmetriák a fizika Szent Gráljai. A szimmetria ebben az esetben azt jelenti, hogy lehetséges úgy átalakítani egy tárgyat, hogy az változatlan maradjon. Például egy tökéletes gömböt akárhogy forgatunk mindig ugyanúgy néz ki. Ezt nevezik forgatási szimmetriának. Amikor a fizikusok meghatározzák egy fizikai rendszer szimmetriáját azzal gyakran előrejelezhetik annak dinamikáját is.

Azonban néha a kvantum mechanika törvényei elpusztítanak egy szimmetriát, ami egy kvantum mechanika nélküli világban vidáman létezne. Ezt a jelenséget még a fizikusok is annyira furának tartják hogy az “anomália” nevet adták nekik.

Az eddig még rövidnek mondható történelmük alatt ezek a kvantum anomáliák az elemi részecskék fizikájára voltak hatással, amiket a Nagy Hadronütköztetőhöz hasonló részecskegyorsítókban figyeltek meg. Most azonban egy új anyagtípus, az úgynevezett Weyl félfémek, melyek a 3 dimenziós grafénhez hasonlóan, lehetővé teszik a szimmetria pusztító anomáliák átültetését a mindennapi jelenségekbe, mint az elektromos hullámok létrehozása.

Ezeknél az egzotikus anyagoknál az elektronok hasonlóan viselkednek mint az elemi részecskék a nagy energiájú részecskegyorsítókban. Ezeknek a részecskéknek az a furcsa sajátosságuk, hogy képtelenek megállni – egy azonos sebességgel mozognak folyamatosan. Egy másik, spin nevű tulajdonsággal is rendelkeznek, ami olyan mint egy apró, a részecskéhez kapcsolt mágnes, ami vagy a mozgás irányába vagy azzal ellentétes irányba néz, ezzel két fajtára osztva a részecskéket.

Normális esetben ez a két különbözőfajta részecske különbözző szimetriákkal is rendelkezne és a számuk egymástól függetlenül fennmaradna. Azonban egy kvantum anomália el tudja pusztítani ezt a békés együttélést azzal hogy átalakítja az egyik fajta részecskét a másikká és fordítva.

Fizikusok, anyagkutatók és húrelméleti kutatók sikeresen megfigyelték ezt az anyagot és az eddigi legegzotikusabb kvantum anomália hatását, amiről eddig úgy gondolták hogy csak az Einstein relativitás elméletében leírt téridő meghajlásával lenne lehetséges. De a csapat legnagyobb meglepetésére a jelenséget a Földön is megfigyelték a szilárd állapotú fizikában, amire a számítástechnikai iparág nagyrésze épül, a parányi tranzisztoroktól egészen a hatalmas adatközpontokig.

“Eddig először sikerült megfigyelnün kísérletileg ezt az alapvető kvantum anomáliát a Földőn, ami hatalmas jelentőségű az univerzum jobb megértése felé vezető úton,” mondta Johannes Gooth, az IBM kutatási részlegének kutatója és a tanulmány vezető szerzője. “Mostmár építhetünk olyan eddigmég számításba se vett újszerű szilárd állapotú eszközöket, amik erre az anomáliára épülnének és képesek megoldani a klasszikus eszközök, mint a tranzisztorok, örökletes problémáit.”

Az új számítások szerint –  amik részben a húrelmélet módszereit használják – megmutatták hogy ez a gravitációs anomália felelős azért is, amikor hullámok keletkeznek, ha az anyagot egy mágneses térben melegítik fel.

“Ez egy lenyűgözően izgalmas felfedezés. Egyértelműen kövekeztethetünk, hogy ugyanez a szimetria megtörés bármilyen fizikai rendszerben észrevehető, attól függetlenül, hogy ez az univerzum kezdetén vagy a mai nap történék itt a Földön,” mondta Karl Landsteiner, az Instituto de Fisica Teorica hurelméleti szakértője és a tanulmány társszerzője.

Az IBM tudósai szerint ez a felfedezés rengeteg új fejlesztéshez fezethet a szenzorok, kapcsolók, elektromos hűtők vagy energiagyűjtő eszközök terén, lényegesen javítva a fogyasztásukon.

Forrás: nature.com

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.