Изследователите са използвали суперкомпютър, за да тестват механизма Kibble-Zurek, квантовия ефект,
Ако искате да изчислите движението на единбилярдна топка, това е сравнително просто. Много по-трудно е да се предвидят траекториите на безброй газови частици в съд, които непрекъснато се сблъскват, забавят и отклоняват. Да се предвиди поведението на квантовите частици е още по-трудно. Не е изненадващо, че дори и най-мощните суперкомпютри не могат да се справят с тази задача.
За да опростят тази задача, учените са използвалиизкуствени невронни мрежи, за да се намали степента на несигурност на задачата и да се преформулира във форма, която може да бъде решена с помощта на съвременни компютърни инструменти.
Схематично представяне на фазов преход в двумерна система със спин 1/2. Изображение: Markus Schmitt et al., Science Advances
Използвайки този метод, учените изследват важнототеоретична прогноза, която досега не е успяла да бъде изчислена: квантовият механичен механизъм на Kibble-Zurek. Той описва динамичното поведение на физическите системи по време на така наречения квантов фазов преход. Най-очевидният от тях: промяна в състоянието на агрегиране на вещество или загуба на свойства на магнит при нагряване.
Например, ако демагнетизираният материал започнеохлади, тогава свойствата му ще се върнат след определена температура. Този момент се нарича фазов преход. Освен това това се случва неравномерно в целия материал. Вместо това се създават много малки магнити едновременно с полюси, ориентирани в различни посоки. Физиците наричат тази „мозайка от магнити“ дефекти.
Първоначално е въведен механизмът Kibble-Zurekда обясни формирането на структурата на Вселената. След Големия взрив той беше хомогенен, но с изстиването в него започнаха да се образуват дефекти, като в магнитите, които образуваха отделни купове, галактики, звезди.
В своята работа учените успяха да покажат, че същият ефект работи и в микрокосмоса при температури близо до абсолютната нула, когато квантовите ефекти започват да доминират.
Прочетете още:
Стана известно кой чай разрушава протеините в мозъка
Откриха структура на 7000 години, която е по-стара от египетските пирамиди и Стоунхендж
Вижте първите снимки на Марс, които Webb направи: те са буквално ослепителни