Les chercheurs ont utilisé un superordinateur pour tester le mécanisme Kibble-Zurek, l'effet quantique,
Si vous voulez calculer le mouvement d'unboule de billard, c'est relativement simple. Il est beaucoup plus difficile de prédire les trajectoires d'innombrables particules de gaz dans un vaisseau qui entrent constamment en collision, ralentissent et dévient. Prédire le comportement des particules quantiques est encore plus difficile. Sans surprise, même les superordinateurs les plus puissants ne peuvent pas faire face à cette tâche.
Pour simplifier cette tâche, les scientifiques ont utiliséréseaux de neurones artificiels pour réduire le degré d'incertitude de la tâche et la reformuler sous une forme qui peut être résolue à l'aide d'outils informatiques modernes.
Représentation schématique d'une transition de phase dans un système bidimensionnel avec spin 1/2. Image : Markus Schmitt et al., Science Advances
En utilisant cette méthode, les scientifiques ont étudié l'importantune prédiction théorique qui n'a jusqu'à présent pas pu être calculée : le mécanisme mécanique quantique de Kibble-Zurek. Il décrit le comportement dynamique des systèmes physiques lors de la transition de phase dite quantique. Le plus évident d'entre eux : une modification de l'état d'agrégation d'une substance ou la perte des propriétés d'un aimant lorsqu'il est chauffé.
Par exemple, si le matériau démagnétisé commencerefroidir, puis ses propriétés reviendront après une certaine température. Ce moment est appelé une transition de phase. De plus, cela se produit de manière inégale dans tout le matériau. Au lieu de cela, de nombreux petits aimants sont créés simultanément avec des pôles orientés dans des directions différentes. Les physiciens appellent cela des défauts « mosaïque d’aimants ».
Le mécanisme Kibble-Zurek a été initialement introduitpour expliquer la formation de la structure de l'Univers. Après le Big Bang, il était homogène, mais à mesure qu'il refroidissait, des défauts ont commencé à s'y former, comme dans les aimants, qui formaient des amas individuels, des galaxies, des étoiles.
Dans leurs travaux, les scientifiques ont réussi à montrer que le même effet fonctionne également dans le microcosme à des températures proches du zéro absolu, lorsque les effets quantiques commencent à dominer.
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