Физиците прилагат холографската дуалност към гранулираната материя

Изследователи от Института по теоретична физика (ITP) на Китайската академия на науките (CAS) и Шанхайския университет

Jiao Tong (SJTU) откри, че гранулираната материя (като пясък) и някои модели на черни дупки проявяват подобни нелинейни ефекти. Те споделят холографска двойственост. 

Позволява ви да сравните нерешени физическипроблеми с разрешими многомерни гравитационни аналози и обратно. Картографирането между различните измерения напомня техниката на оптична холографска проекция, откъдето идва и името.

Въпреки че е възникнала холографска двойственостот теорията на струните и беше част от търсенето на съгласувана теория на квантовата гравитация, той също беше широко използван в квантовата хромодинамика, физиката на кондензираната материя и квантовата информация.

В тази работа идеята за холографскидуалността се простира до специфичен тип атермални, неподредени твърди вещества - гранулирани материали. Тъй като гранулите обикновено са с макроскопични размери, топлинните флуктуации и квантовите ефекти могат да бъдат пренебрегнати, отбелязват китайски учени.

Схематично представяне на холографска дуалност. 
Гравитационните модели живеят в (3+1) измерения, докато ефективните теории на полето/моделиране на аморфни твърди тела живеят в (2+1) измерения. ITP изображение

Освен това традиционната теория на еластичносттаподредени кристали вече не е приложимо поради неподредената природа на гранулираните материали (т.е. няма периодична решетъчна структура за пространственото разпределение на зърната). Разбирането на физичните свойства на гранулираната материя, като сложни механични реакции, остава теоретично предизвикателство.

Гранулираните материали могат до известна степенстепен, за да устои на деформация и да запази своята структурна цялост. Въпреки това, когато напрежението надхвърли определен праг, материалът се счупва, феномен, известен като пластичност. В някои случаи срязването може да доведе до укрепване на зърнената система (т.е. увеличаване на модула на срязване), което се проявява като нелинеен отговор на външна деформация.

Това проучване предвижда вътрешнивръзка между нелинейната еластичност, течливостта и ентропията на гранулираната материя въз основа на холографския принцип на дуалност и ефективните методи на теория на полето. Компютърните симулации на гранулирани модели потвърждават теоретичните прогнози. 

Новата работа не само разширява полетоприложения на холографската дуалност, но също така разкрива потенциални връзки между физиката на черните дупки и аморфните материали, отваряйки нови възможности за изследване и разбиране на сложни системи. 

Прочетете още

Маймунската шарка се превръща в глобален вирус: защо се предава толкова бързо

Нещо странно се случва във Вселената: как да се обяснят несъответствията в константата на Хъбъл

Диагностика за минута: как ИТ променя здравеопазването