Forskere brugte en supercomputer til at teste Kibble-Zurek-mekanismen, kvanteeffekten,
Hvis du vil beregne bevægelsen af enbillardbold, det er relativt enkelt. Det er meget sværere at forudsige banerne for utallige gaspartikler i et fartøj, der konstant kolliderer, decelererer og afbøjes. Det er endnu sværere at forudsige kvantepartiklernes opførsel. Ikke overraskende kan selv de mest kraftfulde supercomputere ikke klare denne opgave.
For at forenkle denne opgave brugte videnskabsmændkunstige neurale netværk for at reducere graden af opgavens usikkerhed og omformulere den til en form, der kan løses ved hjælp af moderne computerværktøjer.
Skematisk fremstilling af en faseovergang i et todimensionelt system med spin 1/2. Billede: Markus Schmitt et al., Science Advances
Ved hjælp af denne metode undersøgte videnskabsmænd det vigtigeen teoretisk forudsigelse, der hidtil ikke har kunnet beregnes: Kibble-Zurek kvantemekaniske mekanisme. Den beskriver fysiske systemers dynamiske adfærd under den såkaldte kvantefaseovergang. Den mest åbenlyse af dem: en ændring i et stofs aggregeringstilstand eller tabet af en magnets egenskaber ved opvarmning.
For eksempel hvis det afmagnetiserede materiale starterkøligt, så vil dets egenskaber vende tilbage efter en bestemt temperatur. Dette øjeblik kaldes en faseovergang. Desuden forekommer dette ujævnt i hele materialet. I stedet skabes mange små magneter samtidigt med poler orienteret i forskellige retninger. Fysikere kalder denne "mosaik af magneter" for defekter.
Kibble-Zurek-mekanismen blev oprindeligt introduceretat forklare dannelsen af universets struktur. Efter Big Bang var det homogent, men da det afkølede, begyndte der at dannes defekter i det, som i magneter, der dannede individuelle hobe, galakser, stjerner.
I deres arbejde lykkedes det forskerne at vise, at den samme effekt også virker i mikrokosmos ved temperaturer nær det absolutte nulpunkt, når kvanteeffekter begynder at dominere.
Læs mere:
Det blev kendt, hvilken te der ødelægger protein i hjernen
7.000 år gammel struktur fundet, der er ældre end de egyptiske pyramider og Stonehenge
Se på de første billeder af Mars, som Webb tog: de er bogstaveligt talt blændende