Fiziķi izmanto hologrāfisko dualitāti granulētajai vielai

Pētnieki no Ķīnas Zinātņu akadēmijas (CAS) Teorētiskās fizikas institūta (ITP) un Šanhajas universitātes

Jiao Tong (SJTU) atklāja, ka granulētai vielai (piemēram, smiltīm) un dažiem melno caurumu modeļiem ir līdzīgi nelineāri efekti. Tiem ir kopīga hologrāfiska dualitāte. 

Tas ļauj salīdzināt neatrisinātos fiziskosproblēmas ar atrisināmiem daudzdimensiju gravitācijas analogiem un  otrādi. Kartēšana starp dažādām dimensijām atgādina optiskās hologrāfiskās projekcijas tehniku, tāpēc arī nosaukums.

Lai gan ir radusies hologrāfiskā dualitāteno stīgu teorijas un bija daļa no saskaņotas kvantu gravitācijas teorijas meklējumiem, to plaši izmantoja arī kvantu hromodinamikā, kondensētās vielas fizikā un kvantu informācijā.

Šajā darbā hologrāfiskā idejadualitāte attiecas uz noteikta veida atermiskām, nesakārtotām cietām vielām — granulētiem materiāliem. Tā kā granulas parasti ir makroskopiska izmēra, termiskās svārstības un kvantu efektus var neņemt vērā, atzīmē Ķīnas zinātnieki.

Shematisks hologrāfiskās dualitātes attēlojums. 
Gravitācijas modeļi dzīvo (3+1) dimensijās, savukārt efektīvās lauka teorijas/amorfo cietvielu modelēšana dzīvo (2+1) dimensijās. ITP attēls

Turklāt tradicionālā elastības teorijasakārtoti kristāli vairs nav piemērojami granulēto materiālu nesakārtotības dēļ (t.i., nav periodiskas režģa struktūras graudu telpiskajam sadalījumam). Izpratne par granulētās vielas fizikālajām īpašībām, piemēram, sarežģītām mehāniskām reakcijām, joprojām ir teorētisks izaicinājums.

Granulēti materiāli zināmā mērā varpakāpe, lai izturētu deformāciju un saglabātu tās strukturālo integritāti. Tomēr, kad deformācija pārsniedz noteiktu slieksni, materiāls saplīst, un šo parādību sauc par padevību. Dažos gadījumos bīde var izraisīt graudu sistēmas nostiprināšanos (t.i., bīdes moduļa palielināšanos), kas izpaužas kā nelineāra reakcija uz ārējo deformāciju.

Šis pētījums paredz iekšējosakarība starp granulētās vielas nelineāro elastību, plūstamību un entropiju, pamatojoties uz dualitātes hologrāfisko principu un efektīvām lauka teorijas metodēm. Granulēto modeļu datorsimulācijas apstiprina teorētiskās prognozes. 

Jaunais darbs ne tikai paplašina jomuhologrāfiskās dualitātes pielietojumu, bet arī atklāj iespējamās saiknes starp melno caurumu fiziku un amorfajiem materiāliem, paverot jaunas iespējas sarežģītu sistēmu izpētei un izpratnei. 

Lasīt vairāk

Pērtiķu bakas kļūst par globālu vīrusu: kāpēc tās tiek pārnestas tik ātri

Visumā notiek kaut kas dīvains: kā izskaidrot Habla konstantes neatbilstības

Diagnoze minūtē: kā IT maina veselības aprūpi