Kategóriák Fizika

A részecskék koherensek maradnak a fázisátmenet során

A folyadék kristályos tévék és az univerzum születése két igen távoli dolognak tűnhet, azonban ha a teljes képet nézzük, mindkettőt az anyag állapotának rejtélyes, hirtelen bekövetkező változása jellemzi.

A kutatók többet szeretnének tudni és jobban szeretnék irányítani a részecskék ilyen jellegű viselkedését, az úgynevezett fázisátmeneteket – olyan folyamatok, amelyben az anyag egyik fázisból a másikba megy át, ami változást okoz a rendszert jellemző tulajdonságban. Ilyen fázisátalakulás a szilárdból folyékony fázisba történő átmenet (olvadás), a folyadékból légnemű fázisba történő átalakulás (párolgás), a kristályosodás, a szupravezető és normál vezető közötti átmenet, a paramágnesből a ferromágnesbe történő átmenet és így tovább.

A Chicago Egyetem tudósainak új tanulmányában részletesen megfigyelték, hogy a részecskék hogyan viselkednek a változás során. Ezen felül a kutatás fényt derített olyan, az univerzumot irányító alapvető szabályokra, amik segíthetnek jobban kihasználni ezt az átmenetet a technológiában.

A kutatás egyik fő kérdése az volt, hogy a részecskék amikor felkészülnek a kvantum állapotok közötti átmenetelre, úgy viselkednek e mint egy koherens csoport, ami “ismeri” a másik csoport állapotát, vagy egymástól függetlenül.

A csapat kísérletében egy több tízezer atomos mintát hűtött az abszolút nulla fok közelébe. Ahogy a rendszer kvantum fázis átmeneten esett át, a kutatók a változásokat egy rendkívül érzékeny képalkotási rendszerrel mérték.

A hagyományos bölcsesség az lett volna, hogy a részecskék az átmenetet követően függetlenül fejlődnek – ami az öregebb “klasszikus” rendszerek fémjele volt, szemben a fizika kvantum modelljeivel.

“Ezzel szemben erős bizonyítékot találtunk a koherens dinamikára,” mondta Lei Feng, a felfedezésről készült tanulmány első szerzője. “Egy pillanatra sem válnak klasszikus részecskékké; állandóan hullámként viselkednek, amik egymással szinkronban fejlődnek, ezzel egy új hozzávalót adva az elmélet fizikusoknak, amit beletehetnek például az egyensúlyon kívüli rendszerek modelljeibe.”

Ezek a kérdések azokat az alapvető szabályokat feszegetik, amik az univerzum anyagainak kölcsönhatásait irányítják, azonban a kérdéseknek lehet gyakorlati haszna is. Például a mérnökök, akik éppen a kvantum számítógépeken dolgoznak, nagyon érdekeltek a kölcsönhatásban lévő kvantum bitek csoportjainak koherenciájának megőrzésében, mivel koherensen kell tartaniuk a rendszerüket ahhoz, hogy gyors számítógépeket hozzanak létre.

A kozmológusokat pedig azért érdekelheti ez a felfedezés, mert annak az átmenetnek a fizikájáról mond el új dolgokat, amik az univerzum kialakulásának kezdeti pillanatait jellemző gyors tágulást és változásokat jellemezték.

Forrás: nature.com

Megosztás
Írta:
arsratio

Legutóbbi tartalom

Megfejtették a Voynich-kéziratot

A Bristol Egyetem kutatói sikerrel jártak ott, ahol rengeteg kódfejtő, nyelvész és számítógépes program elbukott: sikerült feltörniük a "világ legrejtélyesebb…

2019-05-16 7:55 du.

Az éjszakai égboltból is elektromosságot termelhet ez az új ‘napelem’

A napelemek egyértelmű hátránya, hogy a működésükhöz szükség van a Napból érkező sugarakra. Azonban korábbi megfigyelések szerint egy a hideg…

2019-05-13 7:18 du.

Ellenmérget fejlesztettek ki a leghalálosabb medúzafaj csípésére

A Sydney Egyetem kutatói felfedezték a föld legmérgezőbb állataiként számon tartott kockamedúzák mérgének ellenszerét. Az ausztrál kockamedúzák egyes fajtáinak akár…

2019-05-13 7:07 du.

Nincs biztonságos alkohol mennyiség a terhesség alatt

Egy nemzetközi kutatócsapat felfedezte, hogy milyen biológiai változások állhatnak a magzati alkohol spektrumzavar mögött. A káosz elméleten alapuló kutatás keretében…

2019-05-13 7:00 du.

A napelemek hatékonyságán is javít a koffein

A los angelesi Kalifornia Egyetem és a kínai Solargiga Energy kutatói felfedezték, hogy a koffein hatékonyabbá teszi a hagyományos napelemek…

2019-05-13 6:48 du.

Megtörtént az első lépés az ultra-gyors Wi-Fi fejlesztésében

A Harvard Egyetem mérnökei eddig először használtak félvezető lézert rádió frekvencia adóként. Az eredmények szerint a berendezés nem csak a…

2019-05-13 6:42 du.

Ez a weboldal cookie-kat használ.