Los investigadores utilizaron una supercomputadora para probar el mecanismo Kibble-Zurek, el efecto cuántico,
Si quieres calcular el movimiento de unobola de billar, es relativamente simple. Es mucho más difícil predecir las trayectorias de innumerables partículas de gas en un recipiente que choca, desacelera y se desvía constantemente. Predecir el comportamiento de las partículas cuánticas es aún más difícil. No es sorprendente que incluso las supercomputadoras más poderosas no puedan hacer frente a esta tarea.
Para simplificar esta tarea, los científicos utilizaronredes neuronales artificiales para reducir el grado de incertidumbre de la tarea y reformularla en una forma que pueda resolverse utilizando herramientas informáticas modernas.
Representación esquemática de una transición de fase en un sistema bidimensional con espín 1/2. Imagen: Markus Schmitt et al., Science Advances
Utilizando este método, los científicos investigaron la importanteuna predicción teórica que hasta ahora no se ha podido calcular: el mecanismo mecánico cuántico Kibble-Zurek. Describe el comportamiento dinámico de los sistemas físicos durante la llamada transición de fase cuántica. El más evidente de ellos: un cambio en el estado de agregación de una sustancia o la pérdida de propiedades de un imán cuando se calienta.
Por ejemplo, si el material desmagnetizado comienzaSi se enfría, sus propiedades volverán después de cierta temperatura. Este momento se llama transición de fase. Además, esto ocurre de manera desigual en todo el material. En cambio, se crean muchos imanes pequeños simultáneamente con polos orientados en diferentes direcciones. Los físicos llaman a esto defectos “mosaico de imanes”.
El mecanismo Kibble-Zurek se introdujo originalmentepara explicar la formación de la estructura del Universo. Después del Big Bang era homogéneo, pero a medida que se enfriaba, comenzaron a formarse en él defectos, como en los imanes, que formaron cúmulos individuales, galaxias y estrellas.
En su trabajo, los científicos lograron demostrar que el mismo efecto también funciona en el microcosmos a temperaturas cercanas al cero absoluto, cuando los efectos cuánticos comienzan a dominar.
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