פיזיקאים הוכיחו אפקט קוונטי שמסביר את ההטרוגניות של היקום

חוקרים השתמשו במחשב-על כדי לבדוק את מנגנון Kibble-Zurek, האפקט הקוונטי,

אשר מנבא את הדינמיקה של מעבר פאזה קוונטי. מחקר משפר את ההבנה של עקרונות היסוד של העולם.

אם אתה רוצה לחשב את התנועה של אחדכדור ביליארד, זה יחסית פשוט. הרבה יותר קשה לחזות את המסלולים של אינספור חלקיקי גז בכלי שמתנגשים כל הזמן, מואטים ומוסטים. חיזוי התנהגותם של חלקיקים קוונטיים קשה עוד יותר. באופן לא מפתיע, אפילו מחשבי העל החזקים ביותר לא יכולים להתמודד עם המשימה הזו.

כדי לפשט את המשימה הזו, השתמשו מדעניםרשתות עצבים מלאכותיות כדי להפחית את מידת אי הוודאות של המשימה ולנסח אותה מחדש לצורה שניתן לפתור באמצעות כלי מחשוב מודרניים.

ייצוג סכמטי של מעבר פאזה במערכת דו מימדית עם ספין 1/2. תמונה: Markus Schmitt et al., Science Advances

באמצעות שיטה זו, מדענים חקרו את החשובתחזית תיאורטית שעד כה נכשלה בחישוב: המנגנון המכני הקוונטי של קיבל-זורק. הוא מתאר את ההתנהגות הדינמית של מערכות פיזיקליות במהלך מה שנקרא מעבר פאזה קוונטי. הברור שבהם: שינוי במצב הצבירה של חומר או אובדן תכונותיו של מגנט בחימום.

לדוגמה, אם החומר הממוגנט מתחילקריר, ואז התכונות שלו יחזרו לאחר טמפרטורה מסוימת. רגע זה נקרא מעבר פאזה. יתר על כן, זה מתרחש בצורה לא אחידה לאורך החומר. במקום זאת, מגנטים קטנים רבים נוצרים בו זמנית עם קטבים מכוונים לכיוונים שונים. פיזיקאים קוראים לזה "פסיפס של מגנטים" פגמים.  

מנגנון Kibble-Zurek הוצג במקורלהסביר את היווצרות מבנה היקום. לאחר המפץ הגדול הוא היה הומוגני, אך כשהתקרר החלו להיווצר בו פגמים, כמו במגנטים, שיצרו צבירים בודדים, גלקסיות, כוכבים. 

בעבודתם הצליחו מדענים להראות שאותו אפקט פועל גם במיקרוקוסמוס בטמפרטורות הקרובות לאפס המוחלט, כאשר השפעות קוונטיות מתחילות לשלוט.

קרא עוד:

נודע איזה תה הורס חלבון במוח

נמצא מבנה בן 7,000 שנה עתיק יותר מהפירמידות המצריות וסטונהנג'

תראו את התמונות הראשונות של מאדים שווב צילם: הן ממש מסנוורות